人類認識客觀世界、發(fā)現(xiàn)新事物的途徑有兩種。 一是通過生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗的觀察分析; 另一種是通過科學(xué)理論的推理和預(yù)測,然后通過實驗來驗證。 電磁波的發(fā)現(xiàn)屬于后一類。 麥克斯韋根據(jù)電磁場理論預(yù)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(wǎng),從而開創(chuàng)了無線電技術(shù)的新時代。
1.電磁波的產(chǎn)生
1.電磁波:電磁波是電磁場從發(fā)生地向遠處傳播的過程。
如果空間某處產(chǎn)生振蕩電場,周圍空間就會產(chǎn)生振蕩磁場,而這個振蕩磁場又會在遙遠的空間產(chǎn)生新的振蕩電場……這樣,交替產(chǎn)生的振蕩磁場就產(chǎn)生了。電場和振蕩磁場不僅限于此,而是從發(fā)生的區(qū)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)射電磁波電磁波的產(chǎn)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(guān)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(zhì)的不同。 前者是電磁現(xiàn)象,后者是機械現(xiàn)象。 機械波依賴介質(zhì)來傳播,而電磁波則不需要依賴其他材料作為介質(zhì)。 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(yù)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(yù)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(fā)現(xiàn)電磁場理論多年后電磁波的產(chǎn)生,德國物理學(xué)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。