什么是頻譜(Frequency Spectrum)？

頻譜是一種科學的方法，用于繪制和分類出現在空間和日常環境中的電磁波。實際上，計算各種傳輸的頻率可能是一門復雜的科學，通常涉及密集的公式和測量設備。然而，作為一個概念，頻譜本身是相對簡單。任何釋放能量的東西都是在...

頻譜是一種科學的方法，用于繪制和分類出現在空間和日常環境中的電磁波。實際上，計算各種傳輸的頻率可能是一門復雜的科學，通常涉及密集的公式和測量設備。然而，作為一個概念，頻譜本身是相對簡單。任何釋放能量的東西都是在特定頻率下產生的。光、聲音、電視和無線電傳輸是最常見的；X射線、微波和紅外信號也包括在內。頻譜就是這些和其他發射物如何被標繪和分類的，而每一個獨立且獨特的元素通常用每秒鐘產生的輻射能量來表示無線電頻譜。理解頻率通常被廣泛地定義為每秒發生的完整電磁能量波周期的數量。用于描述一個周期的國際測量單位是1赫茲（Hz）。由于電磁頻譜的每個部分都有一個信號頻率信號，它可以通過頻譜分析儀來識別，這種頻譜分析儀能夠準確地測量所觀察到的特定電磁現象的每秒波周期

電磁波譜包含了巨大的頻率范圍。這些數字非常重要，原因有很多。物理學家通常花大量時間繪制為了了解這些波是如何與物質相互作用的，以及確定像聲波和光波的最外層極限這樣的東西的不同頻率。它們對健康也很重要；研究人員需要知道在家庭和醫療機構使用X射線和微波技術的安全級別廣播，頻譜確定哪些頻率是最受歡迎的，因此最容易受到干擾和廣播困難。電磁能量圖每一種不同形式的電磁能量在頻譜中都占有一個指定的位置。電磁連續統，用每一個不同部分發射的頻率或輻射強度來表示，范圍從106赫茲到1025赫茲。無線電波占據了頻譜的低端，而放射性伽馬射線占據了高端。電磁頻譜所包含的頻率范圍是巨大的。無線電傳輸產生的頻率和可見光產生的頻率相差100億個數量級光和聲音當涉及到光和聲音時，所發射的頻率水平在很大程度上決定了人類如何感知正在傳播的顏色或聲音。為了使光呈現為一種不同的顏色，它必須在與這種顏色相關的電磁范圍內發射能量。證明這一點的最簡單的方法之一是用棱鏡或其他斜角晶體。在陽光下，太陽能通過不同的折射傳遞，結果是不同的顏色似乎在閃耀。事實上，光無論看起來如何都是一樣的，但是折射改變了電磁能量，導致顏色。聲波的工作原理相似，不同的音符可以利用不同的能量，這可以使他們看起來有不同的質量，對那些在聽力范圍內的人。藝術家經常利用這一點，使聲音的匯編更有趣。有意混合聲音的頻譜通常被稱為"白噪聲"，這是一種有時用來促進更好的技術廣播電臺的特殊考慮無線電、電視和其他廣播傳輸的頻譜被進一步分類在頻率或"波段"范圍內，既可以減少干擾，也可以在多個用戶之間共享帶寬，其中大多數都是由不同的管理部門管理的例如，國際電信聯盟協議分配一定范圍的無線電傳輸頻率，以盡量減少對短波無線電頻譜的干擾，高頻段分配給國際短波廣播公司、業余無線電運營商和海上無線電通信公司為了確保可靠、無干擾的無線電傳輸，國內政府機構經常對頻譜的某些方面或部分進行管理。在美國，聯邦通信委員會（FCC）在商業、公眾和業余無線電運營商，以限制任何潛在的跨波段干擾。每個波段都被指定一個特定的頻率范圍，并且該頻譜為每個用戶特定的組保留。

發表于 2020-08-15 23:31
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分類：科學教育

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