人類認識客觀世界、發現新事物的途徑有兩種。 一是通過生產實踐和科學實驗的觀察分析; 另一種是通過科學理論的推理和預測,然后通過實驗來驗證。 電磁波的發現屬于后一類。 麥克斯韋根據電磁場理論預言了電磁波的存在。 后來,赫茲通過實驗證實了電磁波的存在物理資源網,從而開創了無線電技術的新時代。
1.電磁波的產生
1.電磁波:電磁波是電磁場從發生地向遠處傳播的過程。
如果空間某處產生振蕩電場,周圍空間就會產生振蕩磁場,而這個振蕩磁場又會在遙遠的空間產生新的振蕩電場……這樣,交替產生的振蕩磁場就產生了。電場和振蕩磁場不僅限于此,而是從發生的區域向周圍空間擴散。 電磁場由近到遠傳播,形成電磁波。
2、振蕩電路發射電磁波的過程也是向外輻射能量的過程。
3、有效向外界發射電磁波。 對振蕩電路的要求:
(1)要有足夠高的振蕩頻率。 頻率越高,發射電磁波的能力就越強。
(2)振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間中。
為了有效地發射電磁波電磁波的產生,將閉路變成開路。
2. 電磁波的特性
1.電磁波是橫波
(1)電磁波中的電場和磁場相互垂直,電磁波沿與兩者垂直的方向傳播。
(2)相鄰兩個波峰或波谷之間的距離等于電磁波的波長。
(3) 在傳播方向上的任意點,E和B隨時間呈正弦變化。
2.電磁波具有波的所有特征
(1)電磁波具有反射、折射、干涉、衍射等波的全部特性。
(2) 波動的一般關系式,即
,也適用于電磁波。
3.電磁波也可以在真空中傳播
(1)電磁波與機械波有本質的不同。 前者是電磁現象,后者是機械現象。 機械波依賴介質來傳播,而電磁波則不需要依賴其他材料作為介質。 它也可以在真空中傳播。 但它們都有波動的共同點。
(2)電磁波在真空中的傳播速度,
麥克斯韋從理論上預測電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度。 這一預測后來得到了證實。
3.赫茲通過實驗證實了麥克斯韋電磁理論的正確性
1、1888年,在麥克斯韋發現電磁場理論多年后電磁波的產生,德國物理學家赫茲首次通過實驗證實了電磁波的存在。
2、赫茲測量了電磁波的波長和頻率,得到了電磁波的傳播速度,并證實這個速度等于光速。
3、赫茲還通過實驗證明電磁波具有波的所有特性。