這篇文章確實很難寫,電磁波我們太熟悉了,我們現在的生活離不開它。但我還是想挑戰一下自己,看看能不能寫出點新意。順便說一句,我寫的這些科學文章,沒有讓人頭疼的物理公式,也沒有描述復雜的物理原理和現象,都是我查了很多資料,自己摸索出來的,大家可以隨便看一看,享受一下,能有一點收獲,我就很開心了。
電磁波簡介
電磁波
在經典電磁學中,電磁波實際上是同相振蕩的電場和磁場。交變電場產生交變磁場,交變磁場產生交變電場。電磁波是通過電場和磁場的相互產生來傳播的。電場和磁場的振蕩方向和傳播方向互相垂直。因此,電磁波是一種橫波。
從以上所述,電磁波實際上分為無線電波和磁波。但由于電場和磁場總是同時出現和消失,并且相互轉化,因此兩者通常統稱為電磁波,有時也簡稱為無線電波。
1865年,麥克斯韋首次預言了電磁波初中物理 電磁波,并提出了舉世聞名的麥克斯韋電磁方程,統一了電和磁。1887年至1888年間,德國物理學家海因里希·赫茲通過實驗證實了電磁波的存在。
從量子角度看電磁波
量子物理學
眾所周知,量子力學研究的是微觀世界的粒子。如果要把宏觀世界的現象或物質納入量子力學,就必須把它們微觀化,也就是找到與這種現象或物質有關的粒子。但引力至今還沒有找到它的微觀粒子——引力子,所以量子力學不能把引力包括進去。不過電磁波的微觀粒子早就被發現了,也就是大家非常熟悉的東西——光子,或者光量子。
在量子力學中,對電磁波的解釋是,電磁波是大量光子的統計效應。那么,你可以想象一下,有一堆小球在你身邊呼嘯而過,有的可以自動繞過你的身體,有的直接穿過你的身體,有的被你的身體反彈回來。這場景光是想想就覺得太華麗了。
光子是虛粒子,也就是說光子沒有質量。如果光子有質量,又以光速飛行,又不違背相對論,光子的質量要多大呢?因為光子沒有質量,是虛的,沒有體積,所以當兩個電磁波相遇時,光子不會發生碰撞,只會疊加。
虛擬粒子
怎么理解這個虛粒子呢?老姚認為初中物理 電磁波,它是一個不能再分割的能量點,是基本能量。在電場和磁場的作用下,這個小能量就具備了電場和磁場的特性,成為傳輸電磁波的介質——光子。這個感覺有點像超弦理論。
光子
肯定會有人問留學之路,一堆光子拼在一起就是電磁波了吧?其實不然,光子只是傳播電磁波的介質而已。從這句話來看,電磁波是一種獨立的能量,這種能量如果要傳輸,就必須借助光子來傳輸。
當然,如果我們發現另一種可以傳輸電磁波的介質,我們將能夠更好地理解這個問題。這也不是完全不可能。畢竟標準模型還在不斷完善,誰也說不準可以添加什么進去。