驚天“波舞”

力夫 王平

在我們這個(gè)由無(wú)數(shù)跳動(dòng)物質(zhì)“聯(lián)合表演”的世界里，誰(shuí)是最具能量的杰出“舞蹈家”？毫無(wú)疑問(wèn)，是電磁波！人類就是在“解讀”電磁波的過(guò)程中將人類文明不斷地向上提升的！現(xiàn)在讓我們來(lái)一起欣賞電磁波的——

是什么讓我們看到了閃爍的群星、翠綠的森林、鮮艷的花朵？是電磁波。是什么讓我們?cè)诘厍虻某嗟郎下牭搅诉h(yuǎn)在南極進(jìn)行科學(xué)考察的科學(xué)家的笑聲，看到了他們的笑臉？也是電磁波。電磁波包圍在我們四周，蕩漾在世界的任何地方，充斥在宇宙的每一個(gè)角落。

不僅如此，電磁波還在我們身體中顫動(dòng)，在物體的內(nèi)部顫動(dòng)，在行星中顫動(dòng)，在恒星中顫動(dòng)。毫不夸張地說(shuō)，宇宙的浩瀚就是電磁波的浩瀚，沒有了電磁波，我們的世界將陷入沉沉的死寂中。

從能跳善舞和所釋放能量大小的角度來(lái)評(píng)價(jià)，電磁波應(yīng)該是我們這個(gè)物質(zhì)世界里最具能量的杰出“舞蹈家”。盡管不同的電磁波有不同的“舞步跨度”，但整個(gè)電磁波家族成員的“飛舞”速度基本都是一樣的，都是每小時(shí)近30萬(wàn)千米。為了保持整齊劃一的家族整體速度，那些跳“小步舞”的成員，就拼命增加“飛舞次數(shù)”，相反，那些跳“大步舞”的成員，則主動(dòng)減少自己的“飛舞次數(shù)”。物理學(xué)家把電磁波的“舞步跨度”叫做波長(zhǎng)，把它們?cè)谝欢〞r(shí)間里的“飛舞次數(shù)”叫做頻率，他們喜歡用這兩個(gè)物理參數(shù)來(lái)揭示電磁波家族里深藏的秘密。

現(xiàn)在，讓我們沿著“指數(shù)級(jí)臺(tái)階”，逐一尋找這個(gè)家族的每個(gè)成員，并認(rèn)真欣賞欣賞它們的驚天“波舞”。

小步舞：波長(zhǎng)從1皮米到1微米

10-12～10-11米（從1皮米到10皮米）

γ射線大顯神通

γ射線幾乎沒有質(zhì)量，速度接近光速，在所有已知的電磁波中，波長(zhǎng)最短、頻率最高、能量也最大，其能量是可見光能量的數(shù)百倍乃至上萬(wàn)倍！

高能量加上強(qiáng)穿透力，使γ射線成為最令人望而生畏的恐怖射線。它可以瞬間輕松穿透人體，并與人體內(nèi)細(xì)胞發(fā)生電離作用，電離產(chǎn)生的離子能侵蝕生命體內(nèi)復(fù)雜的有機(jī)分子，如蛋白質(zhì)、核酸和酶，導(dǎo)致人體內(nèi)的正常化學(xué)過(guò)程受到干擾，嚴(yán)重的可以使細(xì)胞死亡?，F(xiàn)代核武器中的“γ射線彈”就是一種以強(qiáng)γ射線為主要?dú)α康暮藦?，其威力要比中子彈大得多，一枚“γ射線彈”如果在阿爾卑斯山上爆炸，其殺傷范圍將波及整個(gè)歐洲南部，在此范圍內(nèi)暴露的生物會(huì)全部死亡。

事物總是一分為二的，γ射線能殺死正常細(xì)胞，也能殺死癌細(xì)胞，因此我們可以用γ射線作“放療”，醫(yī)治惡性腫瘤。我們還可以充分利用γ射線的穿透能力，在工業(yè)上用它作金屬探傷，或檢查金屬板的厚度;在農(nóng)業(yè)上用γ射線適當(dāng)照射種子，能使農(nóng)作物增產(chǎn)，還能增強(qiáng)某些作物的抗病能力。

10-11～10-10米（從10皮米到100皮米）

X射線群體出現(xiàn)了

在這個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，X射線出現(xiàn)了。X射線是波長(zhǎng)在10皮米～30納米之間的一種電磁波。X射線的“舞步跨度”大約是α射線的10倍到1000倍，但和人的“步伐”相比，也僅僅是千億分之一到十億分之一。X射線的總體特點(diǎn)是波長(zhǎng)很短，有極強(qiáng)的穿透能力，能穿透許多不透明的物質(zhì)。

X射線被發(fā)現(xiàn)以后，立即顯示出了其卓越的才能。在醫(yī)學(xué)上用它檢查病變和骨折的情況;在工業(yè)上用它來(lái)檢查金屬鑄造品內(nèi)部是否存在氣泡以及其他不正常的情況;用已知波長(zhǎng)的X射線在晶體上衍射，可以研究晶體的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，X射線已經(jīng)廣泛應(yīng)用在天文觀測(cè)方面，如太陽(yáng)X射線的探測(cè)、超新星遺跡（如蟹狀星云、仙后座A等）X射線的探測(cè)、雙星系統(tǒng)X射線的探測(cè)等。科學(xué)家通過(guò)對(duì)X射線儀器觀測(cè)天體結(jié)果的研究分析，可以確定天體的元素組成以及中子星、黑洞的大小等信息。

物理學(xué)家根據(jù)X射線波長(zhǎng)的長(zhǎng)短把它們分為超硬X 射線、硬X射線、軟X 射線和超軟X射線四大類。

超硬X射線（小于10皮米）是X射線家族中能量最大的，它主要來(lái)源于超新星的能量大爆發(fā)。目前人類還沒有駕馭它的能力，但在天文學(xué)領(lǐng)域，可以通過(guò)對(duì)它的觀測(cè)了解遙遠(yuǎn)星系的爆發(fā)情況。

硬X射線（10皮米到100皮米）因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)相對(duì)較短，能量相對(duì)較大，所以對(duì)人體的傷害也比較大，

這也是它的“硬處”所在。物理學(xué)家目前對(duì)硬X射線群體的發(fā)掘比較深入，它的應(yīng)用也比較廣泛。像常用的X射線透視、X射線工業(yè)探傷，都是以硬X射線為主力軍。

10-10～10-9米（從100皮米到1納米）

軟X射線獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

軟X射線因?yàn)閷?duì)人體無(wú)大的傷害，所以近年來(lái)格外受到科學(xué)家的重視，它的醫(yī)療應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。在物理性能方面，因?yàn)檐沊射線的波長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)，相對(duì)地光學(xué)技術(shù)的要求就偏低，這就使它在顯微分析和X光望遠(yuǎn)鏡、X光光刻等方面，發(fā)揮出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

10-9～10-8米（從1 納米到10 納米）

超軟X射線縱橫馳騁

超軟X射線又叫淺層X射線，X射線倫琴天文衛(wèi)星曾于20世紀(jì)90年代在白矮星的雙星系統(tǒng)的演化過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了它。宇宙γ射線暴在傳播的尾段也會(huì)出現(xiàn)超軟X射線波段。

今天，超軟X射線已經(jīng)成為人類探測(cè)宇宙的重要工具。神舟二號(hào)飛船上就攜帶了進(jìn)行空間天文觀測(cè)的超軟X射線探測(cè)器。此外，在醫(yī)學(xué)上，超軟X射線直線加速器也已經(jīng)成為對(duì)腫瘤病人進(jìn)行放射治療的重要儀器。

10-8～10-7米（從10 納米到100 納米）

發(fā)現(xiàn)了紫外線家族

在這個(gè)波長(zhǎng)區(qū)間，出現(xiàn)了波長(zhǎng)在10～380納米之間的紫外線。還有一小部分超軟X射線也在這個(gè)狹小區(qū)間與紫外線緊密相伴，但它們的“楚河漢界”究竟怎樣劃分，現(xiàn)在還沒有定論。

一切高溫物體，如太陽(yáng)、弧光燈發(fā)出的光都含有紫外線。紫外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)，能使許多物質(zhì)發(fā)出熒光。在生活中日光燈和農(nóng)業(yè)上誘殺害蟲的黑光燈，都是用紫外線來(lái)激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光的。紫外線還有其他廣泛的用途，如紫外線殺菌消毒、紫外線理療、紫外線熒光分析和鑒別偵破、紫外線曝光光刻等。紫外線的破壞作用也不小，像文物書畫、橡膠塑料，在紫外線長(zhǎng)期照射下會(huì)發(fā)生老化。

物理學(xué)家根據(jù)紫外線的不同性能和對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)，把紫外線家族成員分成了四大類：真空紫外線、短波紫外線、中波紫外線和長(zhǎng)波紫外線。

真空紫外線（10～200納米）可以產(chǎn)生臭氧。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，能夠除去空氣中的有害物質(zhì)、灰塵和異味，還能夠殺滅空氣和水中的各種微生物，包括細(xì)菌、病毒等。常用于密閉的桶、箱、柜里的消毒，用在房間里可以殺菌、消毒、凈化空氣，使室內(nèi)的空氣有如大自然森林中的空氣般清新怡人。

10-7～10-6米（從100 納米到1 微米）

可見光波閃亮登場(chǎng)

這個(gè)區(qū)域應(yīng)該稱之為電磁波的“黃金區(qū)域”，因?yàn)樵谶@個(gè)區(qū)域不但有紫外線的三個(gè)“集團(tuán)軍”，還出現(xiàn)了決定人類命運(yùn)的波長(zhǎng)在380～780納米之間的可見光波，這是人類唯一可以單憑肉眼看到的電磁波。

短波紫外線（200～275納米）可以被臭氧和氧氣完全吸收，所以到達(dá)地球表面的太陽(yáng)光線中，短波紫外線幾乎為零。這種紫外線雖然數(shù)量極少，但它的殺傷力卻很大，目前人類消毒滅菌使用的紫外線主要是這種紫外線。

中波紫外線（275～320納米）在到達(dá)地球表面的太陽(yáng)光線中約占0.39%。這個(gè)波段內(nèi)的紫外線對(duì)人體有保健和治療作用。配合輔助藥物可以治療多種皮膚病，還可以作為熒光分析儀器的光源和促進(jìn)植物生長(zhǎng)的光源。

長(zhǎng)波紫外線（320～380納米）在到達(dá)地球表面的太陽(yáng)光線中約占12.61%。由于到達(dá)地面的主要是沒什么危險(xiǎn)的長(zhǎng)波紫外線，因此適量的紫外光可使人感到神清氣爽，促進(jìn)機(jī)體的新陳代謝，對(duì)人體有保健治療作用。但過(guò)多的紫外線照射對(duì)人體、生物還是很有害的，例如，紫外線的長(zhǎng)期積累可誘發(fā)皮膚癌。長(zhǎng)波紫外線還可以作為驗(yàn)鈔儀防偽檢測(cè)的光源、大型曬圖儀的主要光源等。

當(dāng)電磁波的“舞步跨度”進(jìn)入380到780納米這個(gè)區(qū)間，人們單憑肉眼就可以看見它們精彩的表演了。這一段波的波長(zhǎng)和頻率正好都位于電磁波系列的中間狀態(tài)，而且恰巧能夠被人眼這個(gè)復(fù)雜的光感覺系統(tǒng)接受，從而使人看到了周圍世界的色彩。這里，我們要明白的是，顏色并非是光的本性，它只是該波段的光作用于人的視神經(jīng)，在人腦中形成的主觀感覺。

地球上光波的最主要來(lái)源是太陽(yáng)。英國(guó)科學(xué)家牛頓在1666年發(fā)現(xiàn)，把太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡折射，然后投射到白色屏幕上，會(huì)顯出一條像彩虹一樣美麗的色光帶譜，依次是紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色。

紫色光（380～420納米）是可見光中波長(zhǎng)最短、頻率最高、能量最大的光波。在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，日光照射對(duì)痤瘡的治療比較有效，但在太陽(yáng)光的七種光波中，紫色光的治療效果要明顯地好于其他光。

藍(lán)色光（420～470納米）頻率較高、波長(zhǎng)很短，僅次于紫色光，正因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)短，不容易衍射，散射性較大。如天空的藍(lán)色就是大氣分子、冰晶、水滴等和波長(zhǎng)較短的藍(lán)色光波共同創(chuàng)作的圖景。

青色光（470～500納米）因波長(zhǎng)較短，青色光幾乎不被海水吸收，這就是在水下觀察物體或拍攝時(shí)，色調(diào)總是偏于青藍(lán)的原因之一。

綠色光（500～570納米）會(huì)使人心理上聯(lián)想到大自然的一片蔥綠，因此產(chǎn)生舒適、恬靜、安全的感覺。綠色光與紅色光的對(duì)比效果最好，容易辨認(rèn)，所以被當(dāng)作“允許通行”的交通信號(hào)。

黃色光（570～600納米）會(huì)使人感到危險(xiǎn)，但沒有紅色那么強(qiáng)烈，其一般意義表示“注意”，常用來(lái)表示“警告”信號(hào)。在交通指揮燈中，黃色光作為過(guò)渡信號(hào)，其作用主要是警告駕駛員注意“紅燈即將閃亮” 和“禁止繼續(xù)通行”等。

橙色光（600～630納米）頻率僅高于紅色光。光波的頻率不同，所含熱量也不同：紅、橙、黃光頻率較低，含熱量多;藍(lán)、紫光波頻率較高，含熱量相對(duì)少?；ò暌话愣急容^柔嫩，在野生狀態(tài)下，橙色花都生長(zhǎng)在陽(yáng)光強(qiáng)烈的地方，因?yàn)樗芊瓷浜瑹崃慷嗟某壬猓恢乱鹱苽?，起到了自我保護(hù)作用。

紅色光（630～780納米）是七色光中波長(zhǎng)最長(zhǎng)、頻率最低、能量最小的可見光。紅光在介質(zhì)中散射性較小，衍射能力強(qiáng)，尤其是在霧天和大氣透過(guò)率較低的情況下，與同樣距離的其它種類光波比較，紅色光的易見性最高。由于紅色容易引起注意，具有較佳的明視效果，所以在各種媒體中被廣泛地利用。

大步舞：波長(zhǎng)從1微米到無(wú)窮大

當(dāng)電磁波的波長(zhǎng)幾乎接近或超過(guò)1微米的時(shí)候，人單憑肉眼又看不見它了，因?yàn)椴ǖ摹拔璨健贝蟮胶统^(guò)1微米以后，就超出了人的視覺所能感受的“可視波長(zhǎng)極限”了。不過(guò)不用擔(dān)心，盡管人的肉眼看不到波的“大步舞”，但借助特制的觀測(cè)儀器，人們照樣能夠欣賞到它們的迷人“舞姿”。

10-6～10-5米（1微米到10微米）

紅外線登場(chǎng)了

在這段波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了波長(zhǎng)在0.78微米～1毫米的紅外線。

紅外線又稱為熱輻射線，簡(jiǎn)稱熱輻射。不僅太陽(yáng)光中有紅外線，任何溫度高于絕對(duì)零度（-273.15℃）的物體都在不停地輻射紅外線，即使是冰和雪，因?yàn)樗鼈兊臏囟纫策h(yuǎn)遠(yuǎn)高于絕對(duì)零度，所以也在不斷地輻射紅外線。換句話說(shuō)，任何“熱”的物體雖然不發(fā)光但都能輻射紅外線。太陽(yáng)所輻射出的能量中，約有50% 的能量是在紅外線區(qū)域，而人體既能輻射也能吸收5～30微米的遠(yuǎn)紅外光。

不同物體輻射的紅外線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度不同，利用靈敏的紅外線探測(cè)器吸收物體發(fā)出的紅外線，然后用電子儀器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，就可以察知被探測(cè)物體的特征。利用紅外線遙感技術(shù)，還可以在飛機(jī)或衛(wèi)星上勘測(cè)地?zé)帷ふ宜?、監(jiān)測(cè)森林火情等。日常工作中，紅外線還有很多妙用：消防員可以看到濃煙內(nèi)發(fā)生的情況，司機(jī)可以在黑夜安全地駕駛，工兵可以很容易檢測(cè)到地雷……

紅外線顯著的作用是熱作用，因?yàn)槿菀妆晃矬w吸收，轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，可利用紅外線來(lái)加熱物體，烘干油漆和谷物。利用宇宙中星體發(fā)射的紅外波段來(lái)研究宇宙世界是一個(gè)非常有效的方法，紅外天文學(xué)正在成為天文學(xué)的最重要領(lǐng)域之一。至今探測(cè)到的紅外源包括太陽(yáng)系天體、恒星、電離氫區(qū)、分子云、行星狀星云、星際塵埃、類星體等。

紅外線依波長(zhǎng)不同，又可劃分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外和超遠(yuǎn)紅外四大類，而且物體溫度越低，紅外線的波長(zhǎng)就越長(zhǎng)。

近紅外（0.76～3微米）近紅外靠近可見光，與可見光性質(zhì)相似，故又稱為光紅外。諸如溫度在2000度左右的紅巨星、紅矮星和棕矮星都輻射近紅外線。

中紅外（3～6微米）在紅巨星、紅矮星和棕矮星晚期，這些天體的溫度都不足1000度，它們對(duì)外輻射中紅外線。

遠(yuǎn)紅外（6～25微米）遠(yuǎn)紅外是我們?nèi)粘Ｊ覝厍闆r下物體輻射的光線，人體輻射出來(lái)的紅外線就在這個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)。太陽(yáng)光當(dāng)中波長(zhǎng)為8～14微米的遠(yuǎn)紅外線是生物生存必不可少的因素，因此，人們把這一段波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外線稱為“生命光波”。

在宇宙中，像多環(huán)芳香烴這樣的星際有機(jī)分子也輻射著遠(yuǎn)紅外光，這些以苯環(huán)為基礎(chǔ)的復(fù)雜分子在高溫、強(qiáng)輻射的條件下是很穩(wěn)定的。有機(jī)分子對(duì)宇宙生命起源的研究有重要作用。

10-5～10-4米（10 微米到100微米）

超遠(yuǎn)紅外線與寒冷相伴

超遠(yuǎn)紅外的天空被星際空間寒冷的塵埃云支配，它們的溫度只有-200℃左右。20世紀(jì)80年代紅外天文衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)，這種塵埃云遍布宇宙，我們的銀河系中也同樣彌漫著這種塵埃云，它們是阻礙人類對(duì)銀心進(jìn)行可見光觀測(cè)的罪魁禍?zhǔn)住６贸h(yuǎn)紅外天文望遠(yuǎn)鏡，這些塵埃云就變得透明了，天文學(xué)家就能瞥見那些曾經(jīng)被遮蔽的世界——在濃密的塵埃后面隱藏著無(wú)數(shù)明亮的星體。

10-4～10-3米（100微米到1毫米）

T射線獨(dú)占一片天

當(dāng)電磁波的波長(zhǎng)大于30微米這個(gè)“跨度”，一種性能獨(dú)特的在30微米到1毫米范圍的射線出現(xiàn)了，它的名字被稱為T射線（也有學(xué)者把這一波段的電磁波統(tǒng)稱為超遠(yuǎn)紅外線）。

T射線是頻率為太拉赫茲（TeraHertz，等于百億赫茲）的電磁波，T射線具有很多其他射線無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：它既能像無(wú)線電波那樣輕而易舉地穿透某些固體物質(zhì)（如硬紙板、衣服、甚至墻壁），又能像X射線那樣透視人體而沒有傷害，同時(shí)它具備很強(qiáng)的分子識(shí)別能力，并且包含豐富的物理和化學(xué)信息。目前科學(xué)家正使用T射線來(lái)分析、描繪它所照射到的物質(zhì)成分和密度。科學(xué)家認(rèn)為可以把T射線用于內(nèi)窺鏡，檢查腸道或其它器官的早期癌癥。

10-3～10-2米（從1毫米到10毫米）

進(jìn)入微波世界

微波是波長(zhǎng)在1毫米～1米之間的電磁波，也是屬于無(wú)線電波里的特殊種類。它有一般無(wú)線電波的基本特性，還有一些鮮明的與光波近似的特性：直線性，與可見光線一樣，可以進(jìn)行直線傳播;反射性，遇到金屬物體就會(huì)反射，像光波遇到鏡子被反射一樣;吸收性，容易被含有水分的物體吸收而轉(zhuǎn)變成熱能;穿透性，微波可以穿透玻璃、紙張、陶瓷、聚乙烯等絕緣物體，但不被其吸收。

微波技術(shù)是第二次世界大戰(zhàn)期間，由于雷達(dá)的需要而發(fā)展起來(lái)的一門電子技術(shù)。它已在通訊、原子能技術(shù)、空間技術(shù)、量子電子學(xué)以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等許多部門都得到了廣泛的應(yīng)用，并深入到醫(yī)療衛(wèi)生和日常生活。如家用微波爐已進(jìn)入了人們的家庭，成為烹調(diào)的得力工具。

微波武器是利用微波的能量產(chǎn)生高溫、電離、輻射、聲波等綜合效應(yīng)，以集束形式定向發(fā)射，用于摧毀或損傷目標(biāo)的一種武器。微波武器在軍事上一個(gè)很重要的作用就是對(duì)付電子設(shè)備?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的電子設(shè)備用其他武器很難對(duì)付，微波武器就可以大顯身手了，由于它本身就是一種發(fā)射出的電磁波，很容易對(duì)電子振蕩起到干擾和破壞作用，并能夠?qū)е抡麄€(gè)電子工作系統(tǒng)的癱瘓，從而使武器系統(tǒng)喪失進(jìn)攻和防御的能力。

微波武器還是對(duì)付各類隱形武器的殺手锏。隱形武器能夠有效地避開雷達(dá)、紅外等傳感器的探測(cè)和跟蹤，然而，它們遇到微波武器的高能波束就會(huì)遭殃。涂敷在這些武器上的“隱身衣”，是一些特殊的涂料，會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)被微波武器加熱而導(dǎo)致毀壞，甚至可以在瞬間熔化。

在宇宙學(xué)領(lǐng)域，微波還成就了一個(gè)載入史冊(cè)的偉大發(fā)現(xiàn)，那就是宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)，使我們能夠獲得很久以前宇宙創(chuàng)生時(shí)期的信息。

微波又可細(xì)分為毫米波、厘米波和米波三種，毫米波（1毫米～1厘米）主要用于飛行物體進(jìn)入大氣層時(shí)的通信和波導(dǎo)通信。

10-2～10-1米（1厘米到1分米）

厘米波一花獨(dú)放

厘米波主要用于大容量微波中繼通信、數(shù)字通信、衛(wèi)星通信、國(guó)際海事衛(wèi)星通信。

10-1～100米（從1分米到1米）

米波長(zhǎng)袖善舞

米波主要用于小容量微波中繼通信、對(duì)流層散射通信、中容量微波通信。

100～101米（從1米到10米）

進(jìn)入無(wú)線電波的世界

當(dāng)電磁波的“舞步跨度”與成年人的一般步長(zhǎng)跨度相當(dāng)并超過(guò)人的一般步長(zhǎng)以后，電磁波的角色就變成了無(wú)線電波了。也許正因?yàn)樗摹拔璨健贝?，才更容易被人類認(rèn)識(shí)和把握。

無(wú)線電波本質(zhì)是不需要通過(guò)導(dǎo)線、電纜或其他有型的傳輸媒介，而能在空間自由輻射傳播的電磁波。盡管人們的肉眼看不見它的“大舞步”，但它給人類創(chuàng)造的幸福簡(jiǎn)直無(wú)法形容。正是它的卓越貢獻(xiàn)，才開啟了現(xiàn)代人類的通信時(shí)代。如果沒有無(wú)線電的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，現(xiàn)代人類文明的進(jìn)步將大打折扣。

無(wú)線電波傳播的主要方式主要有地波（表面波）、天波（空間波）和直接波（直射波）三種方式。根據(jù)波長(zhǎng)的不同，無(wú)線電波又可分為超短波、短波、中波和長(zhǎng)波幾種。

超短波正好在1～10米的范圍內(nèi)，由于頻帶很寬，因此應(yīng)用很廣。超短波廣泛應(yīng)用于電視、調(diào)頻廣播、雷達(dá)等方面。利用微波通信時(shí)，可同時(shí)傳送幾千路電話或幾套電視節(jié)目而互不干擾。超短波和微波在傳播特點(diǎn)上有一些差別，但基本上是相同的。

101～102米（從10米到100米）

短波的一統(tǒng)天下

與長(zhǎng)、中波一樣，短波可以靠表面波和天波傳播。由于短波頻率較高，地面吸收較強(qiáng)，用表面波傳播時(shí)，衰減很快，在一般情況下，短波的表面波傳播的距離只有幾十千米，不適合作遠(yuǎn)距離通信和廣播之用。與表面波相反，由于頻率增高，天波在電離層中的損耗卻減小。因此可利用電離層對(duì)天波的一次或多次反射，進(jìn)行遠(yuǎn)距離無(wú)線電通信。

102～103米（從100米到1千米）

中波的大舞臺(tái)

中波能以表面波或天波的形式傳播，這一點(diǎn)和長(zhǎng)波一樣。但長(zhǎng)波穿入電離層極淺，在電離層的下界面就能反射。中波較長(zhǎng)波頻率高，故需要在比較深入的電離層處才能發(fā)生反射。波長(zhǎng)在200～2000米的中短波主要用于廣播，所以這個(gè)波段又稱廣播波段。波長(zhǎng)在2000～3000米的無(wú)線電通信，用無(wú)線或表面波傳播，接收?qǐng)鰪?qiáng)都很穩(wěn)定，可用于完成可靠的通信，如船舶通信與導(dǎo)航等。

103～104米（從1千米到1萬(wàn)米）

長(zhǎng)波獨(dú)來(lái)獨(dú)往

由于長(zhǎng)波的波長(zhǎng)很長(zhǎng)，地面的凹凸與其他參數(shù)的變化對(duì)長(zhǎng)波傳播的影響可以忽略。在通信距離小于300千米時(shí)，到達(dá)接收點(diǎn)的電波，基本上是表面波。長(zhǎng)波穿入電離層的深度很淺，受電離層變化的影響很小，電離層對(duì)長(zhǎng)波的吸收也不大。因而長(zhǎng)波的傳播比較穩(wěn)定。雖然長(zhǎng)波通信在接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相當(dāng)穩(wěn)定，但是它有兩個(gè)重要的缺點(diǎn)：由于表面波衰減慢，發(fā)射臺(tái)發(fā)出的表面波對(duì)其他接收臺(tái)干擾很強(qiáng)烈。雷電干擾對(duì)長(zhǎng)波的接收影響嚴(yán)重，特別是雷雨較多的夏季。

現(xiàn)在用人工方法產(chǎn)生的電磁波的波長(zhǎng)，長(zhǎng)的已經(jīng)達(dá)幾千米，短的不到1厘米，把微波也包括了在內(nèi)，覆蓋了近20個(gè)數(shù)量級(jí)的波段，已經(jīng)成為人類傳遞信息的有力工具。

當(dāng)波的“舞步跨度”達(dá)到3000米以遠(yuǎn)，我們暫時(shí)找不到電磁波家族的其他成員了。不過(guò)，物理學(xué)家并沒有停止這方面的探索。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，電磁波的波長(zhǎng)是有極限的，它的極限值是1020米，這是最低頻率和最長(zhǎng)波長(zhǎng)的電磁波。