从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的物体,都会释出电磁波。且温度越高,放出的电磁波波长就越短。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,除光波外,人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。
中文名电磁波
外文名Electromagnetic wave
别称电磁辐射、电子烟雾
表达式S=E×H
提出者詹姆斯·麦克斯韦
提出时间1865年
应用学科物理
适用领域范围通信、微波炉、遥控器
危害热效应、非热效应和积累效应
证实者赫兹
计算公式c=λf
单位赫兹(Hz)
电磁波是由相同且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性。电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场种电磁波在真空中速率固定,速度为光速。见麦克斯韦方程组。
电磁波伴随的电场方向,磁场方向,传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波。当其能阶跃迁过辐射临界点,便以光的形式向外辐射,此阶段波体为光子,太阳光是电磁波的一种可见的辐射形态,电磁波不依靠介质传播,在真空中的传播速度等同于光速。电磁辐射由低频率到高频率,主要分为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。人眼可接收到的电磁波,称为可见光(波长380~780nm)。电磁辐射量与温度有关,通常高于绝对零度的物质或粒子都有电磁辐射,温度越高辐射量越大,但大多不能被肉眼观察到。
频率是电磁波的重要特性。按照频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。
通常意义上所指有电磁辐射特性的电磁波是指无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线。而X射线及γ射线通常被认为是放射性辐射特性的。
电磁场包含电场与磁场两个方面,分别用电场强度E(或电位移D)及磁通密度B(或磁场强度H)表示其特性。按照麦克斯韦的电磁场理论,这两部分是紧密相依的。时变的电场会引起磁场,时变的磁场也会引起电场。电磁场的场源随时间变化时,其电场与磁场互相激励导致电磁场的运动而形成电磁波。电磁波的传播速度与光速相等,在自由空间中,为c=3×10^8m/s。电磁波的行进还伴随着功率的输送。
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=3×10^8m/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。
联系客服