农业物料的电磁特性

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1、第八章农业物料的电磁特性第一节电磁波谱第二节光在农业物料中的传播第三节物料光学特性的应用电磁波谱一、电磁波谱宇宙射线：由短波高频电磁波所形成，光子所携带能量最多γ射线：由辐射性物质产生，不易被物质所吸收，若被活体所吸收则会造成破坏作用x射线：原子内的电子束在几千伏电压下加速撞击金属目标产生紫外线：由原子、分子中的电子放电所形成，被微生物吸收时，电离作用导致的化学反应会破坏微生物体可见光：由原子或分子中组成物（主要是电子）的内部运动调整所形成红外线：由分子和热体产生微波：由电子装置产生声波：由电子装置产生电磁波：由电子的往复或周期

2、性运动产生的电场、磁场变化形成电磁辐射电子在特定频率范围内可被激化或振荡，热、电、化学变化、高频辐射均可导致电子激化或振荡热：黑体辐射，如灯丝达3000℃时方能产生可见光区域的辐射能电：电场两电极间距很小且电压很大可产生极化作用化学变化：可导致光子的吸收或释放形成辐射高频辐射：γ射线、x射线、紫外线等均可形成激化辐射一、电磁波谱电磁波谱常用电磁波谱名称频率范围波长范围典型业务甚低频VLF[超长波]3~30KHz100~10km导航，声纳低频LF[长波，LW]30~300KHz10~1km导航，频标中频MF[中波,MW]300~3

3、000KHz1km~100mAM,海上通信高频HF[短波,SW]3~30MHz100m~10mAM,通信甚高频VHF[超短波]30~300MHz10~1mTV,FM,MC特高频UHF[微波]300~3000MHz100~10cmTV,MC,GPS超高频SHF[微波]3~30GHz10~1cmSDTV,通信,雷达极高频EHF[微波]30~300GHz10~1mm通信,雷达光频[光波]1~50THz300~0.006m光纤通信电磁波的波段划分及其应用调幅广播（AM）：550KHz~1650KHz(中波);2MHz~30MHz(短波

4、)调频广播（FM）：88MHz~108MHz电视频道（TV）：50MHz~100MHz;170MHz~220MHz;470MHz~870MHz无绳电话(CordlessPhone)：50MHz;900MHz;2.4GHz蜂窝电话(CellularPhone)：900MHz;1.8GHz;1.9GHz卫星TV直播(SDTV)：4GHz~6GHz;12GHz~14GHz全球卫星定位系统(GPS)：L1=1575.42MHz;L2=1227.60MHz;L3=1176.45MHz光纤通信：1.55m，1.33m，0.85mISM

5、波段：902~928MHz，2.4~2.4835GHz，5.725~5.850GHz用于加热、干燥的电磁波：1~300MHz（radiofrequency，RF，声频）3~30MHz（高频，highfrequency，HF；shortwave，SW）30-300MHz（甚高频，veryhighfrequency，VHF）300MHz~300GHz（microwave，WM，微波）300-3000MHz（特高频，ultrahighfrequency，UHF）3-30GHz（超高频，superhighfrequency，SHF）30

6、~300GHz（极高频，extremelyhighfrequency，EHF）光谱光色波长(nm)频率(Hz)中心波长(nm)红760~6223.9×1014~4.8×1014660橙622~5974.8×1014~5.0×1014610黄597~5775.0×1014~5.4×1014570绿577~4925.4×1014~6.1×1014540青492~4706.1×1014~6.4×1014480兰470~4556.4×1014~6.6×1014460紫455~4006.6×1014~7.5×1014430人眼最为敏感

7、的光是黄绿光，即555nm附近。•可见光(visiblelight)——能够引起人的视觉的电磁波互补色：两种颜色的光按比例混合形成白光，这两种光称为互补色。物质对光具有选择性吸收作用而呈现出不同颜色。当物质对可见光区域内某种波长的光选择性吸收时，该物质呈现出被吸收波长光的互补色光的颜色。几何因素：物料尺寸大小与波长间关系，若波长>物料尺寸，则不能检测出光滑、粗糙表面间的差异。吸收作用：分子吸收能量与其辐射激化能级有关，长波适于激化蒸汽和气体，短波适于激化液体、固体。200~2.5nm能造成液体、固体分子的低频振荡<100~10n

8、m对活体组织有电离作用<1nm激化造成化学键的断裂，激发化学反应形成荧光红外线携带能量不足以激发分子中的电子，相反吸收分子振动、旋转的能量旋转吸收带主要在远红外波谱范围，振动吸收带主要在近红外波谱范围，即粒子只吸收特定波长、频率的光，可用于食品、农业物料等的成分