§2—1电磁辐射理论一、电磁波的产生物质是由无数分子组成的。分子是由原子组成的，原子是由原子核和迥绕它旋转的电子所组成。各种物质都是由各种不同的原子或者由它所组成的分子所构成。这些原子或分子当受到光和热等作用时，原子内部的原子核和电子的状态就会发生变化，进而产生可使构成分子的原子发生振动的各种运动方式。物质的这种内部状态的变化就产生了电磁波(electromagneticwave)。图2—1如图2—1，电子向外层真空能级逸出时称为离子化；外层电子跃迁到更外层的轨道上称为激励；紫外线就是外层电子离子化产生的电磁波；可见光则是外层电子的激励而产生的电磁波。近红外线是由于构成分子的原子发生振动或分子振动而产生的；远红外线是由于分子构成的晶格发生振动而辐射出来的电磁波；毫米波和厘米波的微波是由于分子的旋转和反转而产生的。二、电磁辐射的基本特性：根据麦克斯韦电磁理论，任何变化的点场都会在它周围产生变化的磁场，而变化的磁场又会在其周围感应出变化的电场。电场与磁场相互激发，并以辐射方式向外传播，这就是电磁辐射。现代物理学认为，电磁辐射的基本特性是波粒二象性。它表现为宏观的波动性与微观的粒子性(量子性)二者的对立统一。宏观上，特别是在电磁辐射传播过程中，它的确是一种电磁能量的波动，具有时空周期性，因此通常又将它称为电磁波。电磁波在传播过程中，电场强度矢量E，磁感应强度矢量H和传播方向V三者始终保持相互垂直的关系，故电磁波是一种横波。如图2—2：图2—2电磁波的波动性，通常是以波长（λ），波速（C），周长（T）或频率（v）来描述。它们之间满足如下关系式：即：C=λ*v=λ/T;这种表现在电磁波可以产生干涉，衍射，偏振及色散等物理现象。可是电磁辐射（光）的波动学说却无法解释光化学作用和光电效应等现象。光电效应实验证明，对某种而言，入射光的频率只要大于某一阈值，即使光照强度较弱，也有光电效应发生；低于此频率，任你增加光照强度和时间，均不能产生光电效应。爱因斯坦1965年首先提出光子理论，指出电磁辐射不仅在发射或被吸收时以能量为hv的微粒形式出现，而且以这种形式在空间传播，这种微粒“”叫水子(photon)或光量子。当频率为v的光照射到某种金属表面时，光子整份能量hv被自由电子吸收；电子将能量一部分用来克服金属表面的束缚力（既化为脱出功W），余下部分作为电子离开金属后的动能（mv2/2）。即：hv=W+mv2/2对于各种金属，均可按上述方程式求出其产生光电效应的最...