电磁波本质上到底是什么?

作者&投稿:朱瑾 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
电磁波的实质是什么?和光一样吗?都具有二象性吗?~

电磁波就是一种无需介质传导的波,它是由麦克斯韦方程组推出的,因交变的磁场周围存在交变的电场,而交变的电场周围存在交变的磁场,这样电磁场的能量就会在空间中传播,这就是电磁波,而光是一种特殊波段的电磁波,电磁波当然一样具有波粒二像性。

看来你对电磁场的了解比较片面,没有一个系统的理解。
首先,“电场激发磁场还是磁场激发电场”这种说法是简化了的说法,应该描述成变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场
其次,你所说的场由一个中心以圆球的方向向四周传波,这是有条件的,条件是点源在自由空间里,必须强调是点源,而电场和磁场的方向是满足右手定则,至于往哪个方向传波,那就要看你的源的形式,和介质了。而激光是是一种很特殊的光,它的色散性质很好,使得它会沿一个方向传播,但是它还是有少量的色散的,只是相比较沿指定方向传播的波来说微乎其微,大家就忽略了。
最后,就是你所说的永远不会消失的问题了,电磁波在介质中传播必定是有消耗的,根据能量守恒,注定它不会永远不消失的,这就像你手机信号有强有弱的原理是一样的。再者,传播介质是一种消耗,矿物质等也会对电磁波有一定的吸收,这就是山谷里基本没有信号的最主要的原因了。

电磁波频率低时,主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去;电磁波频率高时即可以在自由空间内传递,也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部返回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射。举例来说,太阳与地球之间的距离非常遥远,但在户外时,我们仍然能感受到和煦阳光的光与热,这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。

电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。

其速度等于光速c(3×10^8m/s)。在空间传播的电磁波,距离最近的电场(磁场)强度方向相同,其量值最大两点之间的距离,电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。电磁波的传播不需要介质,同频率的电磁波,在不同介质中的速度不同。不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小。且电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播,若同一种介质是不均匀的,电磁波在其中的折射率是不一样的,在这样的介质中是沿曲线传播的。通过不同介质时,会发生折射、反射、衍射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少,电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。机械波与电磁波都能发生折射、反射、衍射、干涉,因为所有的波都具有波动性。衍射、折射、反射、干涉都属于波动性。



电磁场是物质的特殊形式,它具有一般物质的主要属性,如质量、能量、动量等。客观上永远存在着与观察条件无关的统一的电磁场,把它分成电场与磁场两部分是相对的,是与试验条件有关的。

球面波、柱面波与平面波 对于随时间作正弦变化的电磁波,按照其电场强度E与磁场强度H的等相面(即波前面)为球面、柱面或平面的不同情况,电磁波又有球面波、柱面波与平面波之分。

横电磁波、横电波与横磁波 其电场与磁场都在垂直于传播方向的平面上的电磁波,称为横电磁波,简称TEM波。在垂直于波的传播方向平面上其含电场的电磁波称为横电波,简称TE波。在垂直于波的传播方向的平面上只台磁场的电磁波称为横磁波,简称TM波。

电磁波谱 按正弦电磁波在自由空间中的波长λ或频率f(λf=c=3×108m/s)的顺序排列而成的表称为电磁波频谱。为了方便,常把波谱分成频段或波段,如表所示。300GHz以上,便依次进入远红外、可见光、x射线和γ射线区域了。



电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面,变化的电场会产生磁场(即电流会产生磁场),变化的磁场则会产生电场。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,而变化的电磁场在传播中形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。电磁波首先由詹姆斯·麦克斯韦于1865年预测出来,而后由德国物理学家海因里希·赫兹于1887年至1888年间在实验中证实存在。麦克斯韦推导出电磁波方程,一种波动方程,这清楚地显示出电场和磁场的波动本质。因为电磁波方程预测的电磁波速度与光速的测量值相等,麦克斯韦推论光波也是电磁波。




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福州市17361279551: 电磁波的本质是什么 -
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福州市17361279551: 电磁波的本质是什么?量子在电磁波中起着什么作用? -
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福州市17361279551: “电磁波的本质是电场和磁场的交变激发和空间传播”这句话什么意思?听起来好像有点抽象? -
宗圣药消银:[答案] 位移电流能够激发变化的磁场,而变化的磁场能够激发涡旋电场,它们互相感应,是挺抽象的,如果数学基础不够的话就记住好了,详细的话推荐看赵凯华的电磁学最后一章,对于数学的要求较低(高等数学即可)

福州市17361279551: 电磁波的本质到底是什么?? -
宗圣药消银: 看来你对电磁场的了解比较片面,没有一个系统的理解.首先,“电场激发磁场还是磁场激发电场”这种说法是简化了的说法,应该描述成变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场 其次,你所说的场由一个中心以圆球的方向向四周传波,这是...

福州市17361279551: “电磁波”是什么? -
宗圣药消银: 电磁波的本质是电和磁之间交换能量时产生的一种物理现象.人们在利用这一现象是首先制作电磁振荡器,通过调制振荡器的输出达到传送所需信号的目的.

福州市17361279551: 电磁波实质是什么?是粒子?还是一种波动的能量,或其他,求解释 -
宗圣药消银: 电磁波就是一种无需介质传导的波,它是由麦克斯韦方程组推出的,因交变的磁场周围存在交变的电场,而交变的电场周围存在交变的磁场,这样电磁场的能量就会在空间中传播,这就是电磁波,而光是一种特殊波段的电磁波,电磁波当然一样具有波粒二像性.

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宗圣药消银:[答案] 首先我不太清楚你在念什么阶段. 要说清楚电磁波,首先得说场的概念(法拉第提出的“力线”).到底什么是场呢?首先,一个电荷,可以使周围的带电粒子感受到力,但即使周围没有其他粒子,空间的能量也存在(先别理会零点能).现代科学提出...

福州市17361279551: 电磁波由什么组成,本质是什么样的 -
宗圣药消银: 首先我不太清楚你在念什么阶段... 要说清楚电磁波,首先得说场的概念(法拉第提出的“力线”).到底什么是场呢?首先,一个电荷,可以使周围的带电粒子感受到力,但即使周围没有其他粒子,空间的能量也存在(先别理会零点能)....

福州市17361279551: 电磁波由什么组成,本质是什么样的禁止 -
宗圣药消银: 电磁波由周期性变化的电场和周期性变化的磁场组成的电磁场由近及远的传播形成的,本质是 电磁能的传播,传输能量和信息.

福州市17361279551: 能否将电磁波与机械波类比解释一下电磁波的本质 -
宗圣药消银: 不能,它们的本质不一样.在研究波的时候才能进行类比. 电磁波是磁场与电场的相互交换从而向前传播; 机械波是物质的实际往复运动而产生的.望采纳!

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