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出版者:

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页数:292

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出版时间:2009-9

价格:29.00元

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isbn号码:9787302202318

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《电磁波谱的奇妙旅程》 内容概要： 本书是一部描绘电磁波谱浩瀚宇宙的科普读物，它带领读者穿越从无线电波到伽马射线的广阔光谱，揭示隐藏在各种可见与不可见光背后的科学原理、历史演变以及它们在现代社会中的不可或缺的作用。本书并非枯燥的物理公式堆砌，而是通过生动形象的叙述、精彩纷呈的历史故事以及与我们日常生活息息相关的应用案例，让抽象的电磁现象变得触手可及。 第一章：光的足迹——可见光谱的奥秘 我们将从我们最熟悉的光——可见光——开始这段旅程。从古人如何试图理解光的本质，到牛顿通过三棱镜将白光分解为彩虹的经典实验，再到后来惠更斯和光的波动说，以及麦克斯韦的电磁理论将光纳入电磁波的大范畴，我们都将一一回顾。本书将深入浅出地讲解可见光谱的组成，即红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，以及它们各自的波长和频率范围。我们将探讨颜色是如何产生的，为什么有些物体呈现出特定的颜色，以及人类视觉系统如何感知这些光线。 此外，本章还将介绍一些与可见光相关的奇妙现象，例如彩虹的形成原理，光的折射和反射在日常生活中的应用（如棱镜、显微镜、望远镜），以及光的衍射和干涉如何解释色彩的丰富性（如肥皂泡的绚丽色彩、CD盘的光盘反射）。我们将不止步于理论，还会穿插一些有趣的科普小实验，让读者能够亲手体验光的魅力。 第二章：无形的使者——无线电波的广播世界 离开了可见光，我们进入了比可见光波长更长的无线电波领域。这里是现代通讯的基石。我们将追溯马可尼如何将无线电通信从科学家的实验室带入实际应用，以及赫兹如何通过实验证实了麦克斯韦的电磁波理论。本书将详细介绍无线电波的产生机制，即通过振荡的电荷产生电磁波，并阐述不同频率的无线电波如何应用于不同的通讯目的。 从调幅（AM）和调频（FM）广播，到手机通讯，再到Wi-Fi和蓝牙，本书将一步步揭示这些技术的运作原理。我们将理解电磁波如何携带信息，如何通过天线发射和接收，以及为什么我们需要不同的频段来避免相互干扰。本书还将探讨无线电波在雷达、导航系统（如GPS）以及射电天文学中的重要作用。你将了解到，那些看不见的电波，是如何连接着世界的每一个角落，传递着海量的信息。 第三章：热量的传递——红外线的温暖领域 当我们谈论“热”的时候，我们常常会想到触摸到的温度，但实际上，许多热量是通过红外线传递的。本章将聚焦于红外线，这种在电磁波谱中介于可见光和微波之间的区域。我们将了解红外线的产生，主要是由于物体内部粒子的振动，以及它与热辐射的紧密联系。 本书将深入探讨红外线的广泛应用。从最直观的如暖手宝、电暖器工作原理，到更专业的如红外体温计、红外安防监控系统，再到医学诊断和天文学研究中的红外望远镜。你将了解到，红外线可以“看见”物体的温度，这使得它在很多领域都发挥着不可替代的作用。我们还将探讨红外线在遥感技术中的应用，如何利用它来监测地球的温度变化、植被状况，甚至探测隐藏在地下的水源。 第四章：微观的窗口——微波与我们息息相关 微波，作为比红外线波长更短的电磁波，已经深度融入了我们的日常生活。本章将揭示微波炉的加热原理，为什么它能够快速地加热食物，以及微波与食物分子之间的相互作用。我们将了解微波的产生方式，通常是通过特殊的电子管，如磁控管。 除了厨房里的微波炉，微波在通讯领域也扮演着至关重要的角色。我们使用的卫星通讯、雷达系统、以及一些短距离的高速数据传输，都依赖于微波。本书将详细介绍微波在天气雷达、航空管制、以及现代无线通信网络中的应用。你将了解到，正是微波的特性，使得远距离、大容量的信息传输成为可能。 第五章：穿透的利器——红外线、紫外线与X射线的医学应用 在本章中，我们将把目光投向那些具有一定穿透能力的电磁波，特别是红外线、紫外线和X射线，并重点关注它们在医学领域的革命性应用。 首先，我们将回顾红外线在热成像诊断中的作用，如何通过捕捉人体的红外辐射来检测炎症、血流异常等，从而实现早期疾病的筛查。接着，我们将深入探讨紫外线。虽然过度的紫外线照射会对皮肤造成伤害，但适量的紫外线照射却在治疗皮肤病、维生素D的合成等方面有着重要的生理作用。本书还将介绍紫外线在消毒杀菌方面的广泛应用，例如在医院、饮用水处理等环节。 然而，X射线无疑是本章中最具代表性的“穿透利器”。我们将追溯伦琴发现X射线的历史，以及X射线成像技术如何彻底改变了医学诊断的面貌。本书将详细讲解X射线成像的基本原理，即不同密度的物质对X射线的吸收能力不同，从而在胶片或数字探测器上形成对比度图像。我们将介绍X光片在骨折诊断、肺部疾病筛查、牙科检查等方面的关键作用。此外，我们还将提及X射线在CT（计算机断层扫描）等更高级成像技术中的应用，这些技术能够提供更精细、更立体的身体内部图像，为医生提供更准确的诊断依据。 第六章：能量的边界——伽马射线与宇宙的秘密 当我们进入电磁波谱的最高能量端，我们将面对伽马射线。本章将介绍伽马射线的来源，它们通常是在放射性衰变、核反应以及宇宙中的一些极端天体事件（如超新星爆发、黑洞吸积盘）中产生。伽马射线的能量极高，穿透力极强，这使得它们既是危险的，又是探索宇宙奥秘的宝贵工具。 本书将探讨伽马射线在医学治疗中的应用，例如伽马刀手术，它利用高能伽马射线精准地杀死癌细胞，同时最大限度地减少对周围正常组织的损伤。在天文学领域，伽马射线望远镜能够帮助我们观测到宇宙中最剧烈、最遥远的事件，例如伽马射线暴，这被认为是宇宙中最强大的爆炸现象之一。通过分析伽马射线的特征，科学家们能够了解这些事件的物理过程，甚至推测宇宙的起源和演化。 第七章：人眼看不见的世界——电磁波谱的广阔应用 在本书的最后，我们将跳出单个波段的限制，从一个更宏观的视角审视整个电磁波谱。我们将总结电磁波在各个领域的广泛应用，并展望未来的发展趋势。 本书将强调电磁波在科学研究中的重要性，从基础物理学到天体物理学，再到材料科学和生物技术，几乎所有学科都离不开对电磁波的利用和研究。我们将探讨人造卫星如何利用各种电磁波监测地球环境、进行气象预报、服务于全球通讯和导航。我们还将讨论电磁波在工业生产中的应用，例如电磁感应加热、非破坏性检测等。 同时，本书也将关注电磁波的潜在影响，包括电磁辐射的安全性问题。我们将以科学的态度，介绍目前关于电磁波对人体健康影响的研究进展，并呼吁理性看待，避免不必要的恐慌。 结论： 《电磁波谱的奇妙旅程》旨在为读者打开一扇通往科学殿堂的窗口，让他们领略电磁波这一看不见却又无处不在的物理现象的无穷魅力。从可见光谱的绚烂多彩，到无线电波的沟通无界，再到X射线的穿透洞悉，以及伽马射线的能量之源，我们希望通过本书，让读者对我们所生活的这个由电磁波编织而成的世界有一个更深刻、更全面的认识。这不仅仅是一本介绍物理知识的书，更是一次关于人类智慧、科技进步以及宇宙奥秘的探索之旅。

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