图解时间简史

光波的伙伴

地球的上空有很多电磁波交织在一起，电磁波不同，波长不同。

例如，电视的电波波长有好几米，而雷达的电磁波长可小至几毫米。

电磁波的种类

按照波长或频率的顺序把所有的电磁波排列起来，就是电磁波谱。我们前面已经说过，光是电磁波的一种，但可见光只占到电磁波谱的一小部分。其他波段的电磁波与光的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。如果按照它们的频率由低至高依次排列，电磁波有工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、χ射线及γ射线。其中无线电的波长最长，宇宙射线的波长最短。

宇宙间的电磁波辐射主要包括恒星上核聚变引发的宇宙射线、χ射线、γ射线、紫外线、可见光、少量其他波长的辐射，以及地球等行星的红外辐射以及宇宙微波背景辐射等。

电磁辐射所衍生的能量，取决于频率的高低。频率越高，能量越大。频率极高的χ射线和γ射线可以产生巨大的能量，足以令原子和分子电离化，故被称为“电离”辐射。

宇宙射线

来源于宇宙空间的一些射线穿过大气层到达地球，我们把它们称为宇宙线或宇宙射线。1912年，奥地利物理学家赫斯带着密闭的电离室乘坐气球升至5000多米的高空。他发现随着气球的升高，电离室内的电流也变大了，空气的电离度也持续增加。赫斯认为电流的增大是由来自地球之外的一种穿透性极强的射线所导致的。

这种来自太空的穿透辐射被称为“赫斯辐射”，后来被正式命名为“宇宙射线”，是来自宇宙空间的高能粒子流的总称。

宇宙中的电磁波

电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变动的电会产生磁，变动的磁则会产生电。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。

宇宙间的电磁波辐射包括宇宙射线、γ射线、χ射线、紫外线、可见光、红外线以及宇宙微波背景辐射等。它们的波长依次递增。

1912年，赫斯带着密闭的电离室乘坐气球升至5000多米的高空，发现了宇宙射线。