什么是電磁波譜?

電磁波譜，一種寬范圍的光，大部分是我們眼睛看不見的。上面是組成光譜可見部分的顏色（圖片來自Shutterstock）

電磁頻譜

當(dāng)你想到光的時候，想一想，你的眼睛能看到什么？可是，人類眼睛能探測到的光，只占總光量的一小部分。

電磁波譜，一個科學(xué)家用來描述存在光的范圍的術(shù)語。

從無線電波到伽馬射線，宇宙中的大多數(shù)光，我們實(shí)際上是看不見的。

光是一種交變電場和磁場的波，光的傳播與穿過海洋的波相似。

像任何其他的波一樣，它也有一些基本的性質(zhì)描述。

例如，1是它的頻率，單位是赫茲，它計(jì)算一秒鐘內(nèi)經(jīng)過一個點(diǎn)的波的數(shù)量。

另一個重要的性質(zhì)— —波長，從一個波的峰值到另一個波的峰值的距離。

事實(shí)上，這兩個屬性是相對相反而言的：頻率越大，波長越小。反之亦然。

ROYGBV助記法，幫助你記憶可見光譜中顏色的順序（圖片來自田納西大學(xué)）

我們的眼睛能看見可見光

可見光——你的眼睛所探測到的電磁波，會在400到790赫茲之間振蕩，換句話說，是每秒幾百萬億次。

舉例來說，波長大致相當(dāng)于一個大型病毒的大小：390-750納米(1納米=10億分之一米;1米大約39英寸長)，我們的大腦會在潛意識將不同波長的光，轉(zhuǎn)換為不同的顏色。

再舉個例子，紅色的波長最長，紫色的波長最短。

因此，當(dāng)陽光穿過棱鏡時，我們看到是許多波長的光的組成。

棱鏡會以稍微不同的角度，將每個波長轉(zhuǎn)換方向，從而形成彩虹。

整個電磁波譜不僅包含可見光，還包含了一系列人眼看不到的波長的能量（圖片來自Wikimedia Commons）。

但是，光在生活中，不只代表紅色或紫色。

實(shí)際上，有很大范圍的光是我們的眼睛探測不到的，這顯然與聲音類似。

一般來說，較長的波長來自最冷、最暗的區(qū)域，來自太空；較短的波長，產(chǎn)生了極高能現(xiàn)象。

電磁波譜的世界 誰是最靚滴仔？

天文學(xué)家利用整個電磁波譜來觀測各種各樣的事物。無線電波和微波是波長最長、能量最低的光。

因此，它們用于觀察稠密的星際云團(tuán)內(nèi)部，追蹤那些寒冷黑暗氣體的運(yùn)動軌跡。

射電望遠(yuǎn)鏡用于設(shè)計(jì)銀河系的結(jié)構(gòu)圖，而且，微波望遠(yuǎn)鏡對大爆炸的余輝也很敏感。

來自超大基線陣列的這張圖像，顯示了看到無線電波中M33星系的樣子，這張圖片描繪了星系中的氫原子。

不同的顏色表示氣體的運(yùn)動:

紅色表示氣體遠(yuǎn)離，藍(lán)色表示氣體靠近我們

（圖像來源NRAO/ AUI）

紅外望遠(yuǎn)鏡能夠發(fā)現(xiàn)涼爽昏暗的恒星，甚至穿透星際塵埃帶；

此外，它們甚至可以測量其他太陽系行星的溫度。

紅外光的波長足夠長，可以穿過云層。

使用大型紅外望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家通過銀河系的塵埃帶觀察到了銀河系的核心。

哈勃、斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的這張照片，顯示了銀河系300光年的中心。

就像我們的眼睛能看到紅外能量一樣，這張照片展示了巨大的星團(tuán)和旋轉(zhuǎn)的氣體云。

（圖片來源NASA/ ESA/ JPL/ Q.D. Wang/ S. Stolovy）

大多數(shù)恒星發(fā)出可見光

大多數(shù)恒星的電磁能量，會以可見光的形式發(fā)出，可見光是光譜中我們可見的一小部分。

因?yàn)椴ㄩL與能量相關(guān)，恒星的顏色告訴我們它有多熱：紅色恒星是最冷的，藍(lán)色恒星是最熱的。

最冷的恒星幾乎不發(fā)出任何可見光，因此只有用紅外望遠(yuǎn)鏡，才能看到它們。

高能量紫外線

在波長比紫光短的

地方，我們可以看到紫外線。

紫外線，我們很熟悉，沒錯，他就是你曬傷的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

天文學(xué)家用它尋找高能量的恒星，并確定恒星誕生的區(qū)域。

當(dāng)用紫外望遠(yuǎn)鏡觀察遙遠(yuǎn)的星系時，大多數(shù)恒星和氣體都消失了，所有恒星幼星的集合都出現(xiàn)在視野中。

這是由GALEX空間天文臺拍攝的螺旋星系M81的紫外圖像，明亮的區(qū)域顯示了螺旋臂中的恒星幼星集合。

（圖片來源NASA）

能量最高的光，竟然是

— — — —X射線和伽馬射線

除了紫外線，還有電磁波譜中能量最高的兩種:x射線和伽馬射線。

地球大氣層阻擋了這種光，所以天文學(xué)家必須依靠太空望遠(yuǎn)鏡來觀察x射線和伽馬射線。

x射線來自奇異的中子星，中子星是圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的高溫物質(zhì)的漩渦，可能來自銀河星系團(tuán)中擴(kuò)散的氣體云，這些氣體云被高溫影響至數(shù)百萬度。

與此同時，波長最短的光——伽馬射線，顯示了對人類致命的暴力事件。

這些包括超新星爆炸，宇宙放射性衰變散射，甚至是反物質(zhì)型破壞。

伽馬射線爆發(fā)是宇宙中能量最大的單一事件之一，它們是源自遙遠(yuǎn)星系的伽馬射線光的短暫閃爍，特別是當(dāng)恒星爆炸并產(chǎn)生黑洞。

遠(yuǎn)距離觀察x射線，就能看到圍繞脈沖星PSR B1509-58的星系云。

這張照片來自錢德拉x射線天文臺，脈沖星位于17000光年之外，也是超新星爆炸后恒星快速旋轉(zhuǎn)的殘骸。

（圖片來源NASA）

總結(jié):電磁波譜，足以描述了所有可見和不可見光的波長。

BY:EarthSky Voicesand

FY:Alina Zhu

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