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2002 年 9 月 13 日

光是什麼? (19) 輻射是什麼?
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )
圖取自 : THE SEARCH for INFINITY (Reed International Books Lrd. 出版)

說明: 關於「電磁波頻譜」這麼學術性的名詞, 你真正所知道和體驗到的可能比你所可能想像到的還多。 若換個你熟悉的「輻射」 (Radiation)或「射線」(ray)一詞來說,也許又嚇著了你和你周遭的人。 其實它們的涵意相同,端賴使用族群的偏好而已。 輻射是什麼? 輻射是一種能量的傳遞和散播, 例如家中來自燈管照明的「可見光」和接收來自無線電台訊息的「無線電波」, 都是電磁波輻射的型態。在電磁波輻射的其他型態,尚有微波、紅外光、紫外光、X 光和伽瑪光等。 它們的生成來源略有些差異, 原則上是高溫物體的表面所放射出的輻射能量, 會比低溫物體的表面所放射出的輻射能量來得高。 1884 年,史特凡(Stefan)提出「黑體輻射」的論點, 指出這種「熱輻射」 所釋放的能量正比於絕對溫度的四次方(總能量 T4)。 而所輻射的電磁波段可用「卜朗克(Planck)曲線」來說明。 經驗告訴我們,其最大機率的波長會反比於絕對溫度(λmax•T ∼ 0.29)。 但唯有極高溫的物體表面或是極高速運動中的 帶電粒子, 方有可能發出 X 光和伽瑪光等高能量的電磁輻射。 上圖是 16 世紀早期人們注意到靜電所產生的力量,如使頭髮矗起的現象,而發展出的「電療學 (electrotherapy)」; 後續,靜電學 (Electricity) 和磁學 (Magnetism) 結合發展出 電磁學 (Electromagnetism) , 進而才有「 電磁波 (Electromagnetic Waves)」理論的呈現。

明日主題 : 光是什麼? (20) 電磁輻射是什麼?
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作者與主編 : 陳輝樺 、 王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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