高中物理必备知识点：电磁波谱总结

高中物理必备知识点：电磁波谱总结

光、紫外線、紅外線、X 射線、γ射線要怎麼區別？ 基本上，光是電磁波的一種。 一般我們稱的可見光，是指 380nm 到 780nm 的電磁波。太陽光幾乎包含了所有波 長的電磁波，但是由於大氣層將其中大部分反射回去，所以達到地面的電磁波以 可見光佔大部分。 下圖是電磁波的圖譜。 312nm-1050nm 是人眼可见范围！[来源:学科网][来源:Zxxk.Com] 可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感 知的电磁波的波长在 400 到 700 纳米之间，但还有一些人能够感 知到波长大约在 380 到 780 纳米之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为 555 纳米的电磁波最为 敏感，这种电磁波处 于光学频谱的绿光区域。人眼可以看见的光的范围受大气层影响。大气层对于大部分的电磁 波辐射来讲都是不透明的，只有可见光波段和其他少数如无线电通讯波段等例外。不少其他 生物能看见的光波范围跟人类不一样，例如包括蜜蜂在内的一些昆虫能看见紫外线波段，对 于寻找花蜜有很大帮助。 红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于 1800 年发现，又称为 红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图 测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到 结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之 媒界。 太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为 0.75～1000μm。红外线可分为三部 分，即近红外线，波长为 0.75～1.50μm 之间；中红外线，波长为 1.50～6.0μm 之间；远红 外线，波长为 6.0～l000μm 之间。 真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像，与望远镜原理完全不同，白天不能使用，价格昂贵 且需电源才能工作。 【红外线的物理性质】 在光谱中波长自 0.76 至 400 微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对 零度（－273℃ ）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两 类：近红外线与远红外线。 近红外线或称短波红外线，波长 0.76～1.5 微米，穿入人体组织较深,约 5～10 毫米；远红外 线或称长波红外线，波长 1.5～400 微米，多被表层皮肤吸收，穿透组织深度小于 2 毫米。 【红外线的物理特性】 1.有热效应 2.穿透云雾的能力强 【红外线的生理作用和治疗作用】 人体对红外线的反射和吸收 红外线照射体表后，一部分被反射，另一部分被皮肤吸收。皮肤对红外线的反射程度与色素 沉着的状况有关，用波长 0.9 微米的红外线照射时，无色素沉着的皮肤反射其能量约 60％； 而有色素沉着的皮肤反射其能量约 40％。长波红外线（波长 1.5 微米以上）照射时，绝大部 分被反射和为浅层皮肤组织吸收，穿透皮肤的深度仅达 0.05～2 毫米，因而只能作用到皮肤 的表层组织；短波红外线（波长 1.5 微米以 内）以及红色光的近红外线部分透入组织最深， 穿透深度可达 10 毫米，能直接作用到皮肤的血管、淋巴管、神经末梢及其他皮下组织。 红外线红斑 足够强度的红外线照射皮肤时，可出现红外线红斑，停止照射不久红斑即消失。大剂量红外 线多次照射皮肤时，可产生褐色大理石样的色素沉着，这与热作用加强了血管壁基底细胞层 中黑色素细胞的色素形成有关。 红外线的治疗作用 红外线治疗作用的基础是温热效应。在红外线照射下，组织温度升高，毛细血管扩张，血流 加快，物质代谢增强，组织细胞活力及再生能力提高。红外线治疗慢性炎症时，改善血液循 环，增加细胞的吞噬功能，消除肿胀，促进炎症消散。红外线可降低神经系统的兴奋性，有 镇痛、解除横纹肌和平滑肌痉挛以及促进神经功能恢复等作用。在治疗慢性感染性伤口和慢 性溃疡时，改善组织营养，消除肉芽水肿，促进肉芽生长，加快伤口愈合。红外线照射有减 少烧伤创面渗出的作用。红外线还经常用于治疗扭挫伤，促进组织肿张和血肿消散以及减轻 术后粘连，促进瘢痕软化，减轻瘢痕挛缩等。 红外线对眼的作用 由于眼球含有较多的液体，对红外线吸收较强，因而一定强度的红外线直接照射眼睛时可引 起白内障。白内障的产生与短波红外线的作用有关；波长大于 1.5 微米的红外线不引起白内障。 光浴对机体的作用 光浴的作用因素是红外线、可见光线和热空气。光浴时，可使较大面积，甚至全身出汗，从 而减轻肾脏的负担，并可改善肾脏的血液循环，有利于肾功能的恢复。光浴作用可使血红蛋 白、红细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸粒细胞增加，轻度核左移；加强免疫力。局部浴 可改善神经和肌肉的血液供应和营养，因而可促进其功能恢复正常。全身光浴可明显地影响 体内的代谢过程，增加全身热调节的负担；对植物神经系统和心血管系统也有一定影响。 【设备与治疗方法】 红外线光源 1、红外线辐射器 将电阻丝缠在瓷棒上，通电后电阻丝产热，使罩在电阻丝外的碳棒温度升高（一般不超过 50 0℃），发射长波红外线为主。 红外线辐射器有立地式和手提式两种。立地式红外线辐射器的功率可达 600～1000 瓦或更大。 近年我国一些地区制成远红外辐射器供医用，例如有用高硅氧为元件，制成远红外辐射器。 2、白炽灯 在医疗中广泛应用各种不同功率的白炽灯泡做为红外线光源。灯泡内的钨丝通电后温度可达 2000～2500℃。 白炽灯用于光疗时有以下几种形式： 立地式白炽灯：用功率为 250～1000W 的白炽灯泡，在反射罩间装一金属网，以为防护。立 地式白炽灯，通常称为太阳灯。 手提式白炽灯：用较小功率（多为 200W 以下）的白炽灯泡，安在一个小的反射罩内，反射 罩固定在小的支架上。 3、光浴装置 可分局部或全身照射用二种。根据光浴箱的大小不同，在箱内安装 40～60W 的灯泡 6～30 个不等。光浴箱呈半圆形，箱内固定灯泡的部位可加小的金属反射罩。全身光浴箱应附温度 计，以便观察箱内温度，随时调节。 红外线治疗的操作方法 1、患者取适当体位，裸露照射部位。 2、检查照射部位对温热感是否正常。 3、将灯移至照射部位的上方或侧方，距离一般如下： 功率 500W 以上，灯距应在 50～60cm 以上；功率 250～300W，灯距在 30～40cm；功率 2 00W 以下，灯距在 20cm 左右。 4、应用局部或全身光浴时，光浴箱的两端需用布单遮盖。通电后 3～5 分钟，应询问患者的 温热感是否适宜；光浴箱内的温度应保持在 40～50℃。 5、每次照射 15～30 分钟，每日 1～2 次，15～20 次为一疗程。 6、治疗结束时，将照射部位的汗液擦干，患者应在室内休息 10～15 分钟后方可外出。 [附]注意事项 （1）治疗时患者不得移动体位，以防止烫伤。 （2）照射过程中如有感觉过热、心慌、头晕等反应时，需立即告知工作人员。 （3）照射部位接近眼或光线可射及眼时，应用纱布遮盖双眼。 （4）患部有温热感觉障碍或照射新鲜的瘢痕部位、植皮部位时，应用小剂量，并密切观察局 部反应，以免发生灼伤。 （5）血循障碍部位，较明显的毛细血管或血管扩张部位一般不用红外线照射。 照射方式的选择和照射剂量 1、不同照射方式的选择 红 外线照射主要用于局部治疗，在个别情况下，如小儿全身紫外线照射时也可配合应用红外 线做全身照射。局部照射如需热作用较深，则优先选用白炽灯（即太阳灯）。治疗慢性风湿 性关节炎可用局部光浴；治疗多发性末梢神经炎可用全身光浴。 2、照射剂量 决定红外线治疗剂量的大小，主要根据病变的特点、部位、患者年龄及机体的功能状态等。 红外线照射时患者有舒适的温热感，皮肤可出现淡红色均匀的红斑，如出现大理石状的红斑 则为过热表现。皮温以不超过 45℃为准，否则可致烫伤。 主要适应症和禁忌症 （一）适应症 风湿性关节炎，慢性支气管炎，胸膜炎，慢性胃炎，慢性肠炎，神经根炎，神经炎，多发性 末梢神经炎，痉挛性麻痹、弛缓性麻痹，周围神经外伤，软组织外伤，慢性伤口，冻伤，烧 伤创面，褥疮，慢性淋巴结炎，慢性静脉炎，注射后硬结，术后粘连，瘢痕挛缩，产后缺乳， 乳头裂，外阴炎，慢性盆腔炎，湿疹，神经性皮炎，皮肤溃疡等。 （二）禁忌症 有出血倾向，高热，活动性肺结核，重度动脉硬化，闭塞性脉管炎等。 [附]处方举例 （1）红外线照射双膝关节：灯距 40cm，30 分钟，每日一次，7 次。适应症：慢性风湿性关 节炎 （2）红外线照射右侧胸廓（下半部）灯距 50cm，20 分钟，每日一次，8 次。适应症：右侧 干性胸膜炎 （3） 太阳灯照射腰骶部：灯距 40cm，20～30 分钟，每日一次，6 次。适应症：腰骶神经 根炎 （4）全身光浴：箱内温度 40～45℃，20～30 分钟，每日一次，8 次。适应症：多发性末梢 神经炎 （5）左小腿局部光浴：20～30 分钟，每日一次，8 次。适应症：左侧腓总神经外伤 红外线污染 红外线近年来在军事、人造卫星以及工业、卫生、科研等方面的应用日益广泛，因此红外线 污染问题也随之产生。红外线是一种热辐射，对人体可造成高温伤害。较强的红外线可造成 皮肤伤害，其情况与烫伤相似,最初是灼痛,然后是造成烧伤。红外线对眼的伤害有几种不同情 况,波长为 7500～13000 埃的红外线对眼角膜的透过率较高，可造成眼底视网膜的伤害。尤其 是 11000 埃附近的红外线,可使眼的前部介质（角膜晶体等）不受损害而直接造成眼底视网膜 烧伤。波长 19000 埃以上的红外线，几乎全部被角膜吸收，会造成角膜烧伤（混浊、白斑）。 波长大于 14000 埃的红外线的能量绝大部分被角膜和眼内液所吸收，透不到虹膜。只是 130 00 埃以下的红外线才能透到虹膜，造成虹膜伤害。人眼如果长期暴露于红外线可能引起白内 障。 红外线可以人为制造,自然界中也广泛存在,在焊接过程中也会产生，危害焊工眼部健康；一般 的生物都会辐射出红外线,体现出来的宏观效应就是热度。 我们知道,热产生的原因,是组成物质的粒子做不规则运动.这个运动同时也辐射出电磁波，这 些电磁波大部分都是红外线。 1、太阳光到了晚上的确是几乎没有了，但是地球上的物质都会辐射红外线，有的强烈有的平 静。红外线照相是通过接收各种物质发出的红外线，再把他们展现出来，但是其本身不是通 过发出红外线来照相的。 2、红外线透视和夜视是分别利用了红外线的不同性质。前面的夜视是因为人的肉眼不能看见 红外线，而特殊设计的照相机和夜视仪却专门接受红外线，所以会出现我们觉得一片漆黑， 而相机却能拍到东西，因为实际上到处都是红外线，对于红外照相机和夜视仪来讲是一片光 明。 透视则是利用红外线的波长比可见光要长，可以穿过一些可见光不能通过的面料（比如混棉 和尼龙），所以通过一定的选择滤波，可以得到这些面料后面的图像。 生活中红外线的应用 高温杀菌，红外线夜视仪，监控设备，手机的红外口，宾馆的房门卡，汽车、电视机的遥控 器、洗手池的红外感应