电磁波的本质理解(电磁波是一种什么传播性质的波)
电磁波的来历,本身就是一个很好玩的故事。
现代宅男,没有牛顿,你没有可以宅的房子;没有麦克斯韦,你手机没法子充电,也没办法打电话叫外卖;没有爱因斯坦和波尔等人,你连手机都没得刷。可见,现代生活的真髓,三分之二,都跟这个电磁波有关。
那我们就来回顾一下电磁波。
少年天才麦克斯韦说电磁波肯定离不开麦克斯韦。麦克斯韦是伟大的科学家,那他如何称得上伟大呢?
首先,人家长得眉清目秀,我见犹怜啊,不服来辩!
另外,人家还天资聪颖,少年奇才。15岁麦克斯韦就发表论文,16岁进爱丁堡大学,三年完成四年学业,然后爱丁堡大学就盛不下他了,去了剑桥当教授。
至于后来写出了历史上最优美的方程:
统一了电和磁,并且把所有的电磁现象都用方程组完美描述,开启了人类“光明的时代”,可以说是将黑夜从人类世界真正点亮的奠基人了。
电磁理论的应用由麦克斯韦的电磁理论,可以推得欧姆定律、基尔霍夫定律、电磁波的存在、电磁作用力。
现代电子技术如通讯、广播、导航、雷达、遥感、测控,都离不开电磁场的发射,控制、传播和接收;工业自动化、地质勘测,电力、交通等工业农业,几乎全都涉及到电磁场理论的应用。
可以这么认为,直到今天,电磁学仍会是新兴科学的基础。
电磁波的本质如果用标准粒子模型解释,我们得到这样的结果:
标准模型包含费米子及玻色子,费米子是组成物质的粒子,玻色子负责传递各种作用力。
参与弱作用、电磁作用的:12种轻子;传递电磁作用:1种光子;看不懂?那当然,公式推导我就不多说了,量子力学为基础的解释几乎都是数学上的推导过程。
我们还是用回经典的电磁场理论来描述吧:
根据麦克斯韦的理论,磁场和电场能够相互转化,随时间变化电场产生磁场,而随时间变化的磁场又能产生电场,两者交替产生,我们称为电磁振荡;在高频率的电振荡中,磁电互相转化速度极快,能量不能全部反回,于是能量以波的形式向空间传播出去,这就是电磁波的本质。