中級科普講座（36）
一、前言
早在之前高中物理電磁波譜，我身為一名科普工作者，就閱讀過毛主席那具備哲學意義的名著《實踐論》與《矛盾論》啦。然而呢，在那時候，我可從來都沒有去思考過，科學與這兩部著作究竟該怎么聯系起來呀。就在最近，當我為了說明一些科學問題而用到電磁波譜的時候，突然之間，我感覺到那兩部著作里所含的觀點，簡直就是一種最為強大有力的武器呢。對這個情況，我又進一步去思考，于是重新認識了這樣一種觀念，就是哲學乃是自然科學以及人文科學在更高一個層次上所做出的總結呀。而且，更深切地體會到，把用辯證唯物主義去引領科普工作以及科學知識當作一件十分有價值、有意義的事情，當作一種有力武器來發揚，是非常有意義的呀。在本文之中，就是想要在這方面去做一些嘗試啦。
二、什么是電磁波譜？
下面有兩張常見的電磁波譜圖，是把日常生活時常能見到的電磁波現象，依照電磁波不一樣波長的順序，歸結到一塊繪制而成的，主要涵蓋無線電波、微波、紅外線、可見光線、紫外線、X射線以及伽瑪射線。圖里不但給出了每個波段的名稱，還繪出了相關事件，比如它們怎樣產生的，跟我們有啥關系等 。那看過后會讓你增添一點“親切”之感喲，你每日都會聽聞電臺的播音，還會在電視上瞧見圖像節目了，你早飯或者午飯時都離不開微波爐呢，你隨時攜帶的手機，晚上靠那個燈泡放出光亮來照明，甚至就連那你自身也會發射出特定波長的紅外線喲。你眼睛能看到色彩斑斕的光，透視會用到X光呢…這些統統都是電磁波呀。其中或許最不被你熟悉的有可能就是”太赫茲”啦，往后會專門來講它哈。波譜（1）里面最頂層的那張圖，呈現出表示波長大小的對應事物，能作為參考噠。到這兒你是不是就會覺得電磁波譜對你而言沒那么陌生了呀！
圖1 電磁波譜（1）
圖2 電磁波譜（2）
三、什么是電磁波？
現在對電磁波譜已經不陌生了，那我們得清楚什么是電磁波呢，就像附圖電磁3所呈現的那樣，電磁波乃是電場與磁場構成的波動，這里面電場和磁場皆與波傳播的方向呈垂直狀態，并且它們彼此之間也是相互垂直的，這樣的波被稱作橫波，如果振動方向跟傳播方向一致在物理上稱作縱波，像聲波便是縱波，振幅是最大的振動幅度，兩個相同狀態間最短的距離就是波長，波動通常是在介質里的振動形成的，然而電磁波或者光波能夠在真空中傳播，并不需要介質。振動幅度越大，那么波的強度也就越大，每秒鐘進行振動的次數稱作頻率，頻率的單位是赫茲，頻率越高時，波長就越短，此時能量也就越大，電磁波進行傳播的速度速度非常快，并且速是一個常數（C），這個常數的值是C≌30萬千米/秒 。
圖3 電磁波結構示意圖
四、電磁波是怎樣產生的？
中學物理講過，安培做的實驗證明呀，電流能產生磁場，變化中的電場同樣可以有磁場產生，法拉第做的實驗證明呢，閉合的線圈在改變磁場時，切割磁力線能產生電動勢或者電流，把這些實驗的測試結果和具體數據總結起來，再綜合電場和磁場的高斯定理，英國物理學家麥克斯韋在此基礎上建立起了一套完整的偏微分方程，求解這套微分方程算出的結果表明，它所代表的是按光速c傳播開的電磁波，這也就是麥克斯韋在理論層面經過推理預示電磁波存在的整個過程呀。而后，德國的物理學家赫茲起步網校，借由對電磁振蕩電路火花放電展開的實驗，證明了電磁波在實際當中是真切存在著的。（參見附圖電磁4)。
圖4 赫茲電磁波發射實驗示意圖
五、電磁波譜的形成過程和每波段主要性質和應用
在各個不同的波段里，中波得以進行生成，對其性能開展研究，進行推廣應用，歷經長時間的發展，不斷積累，最終綜合起來，從而形成了電磁波譜。
最開始的波譜啊，并非是完完全全連續成為一個整體模樣的“譜”，早期的波譜呢，就像附圖波譜（1）那樣，其中存在著處于“太赫茲領域”的間隙（Gap），它恰恰好位于無線電波和光波之間呀（更確切來講其位于微波和紅外線之間），此間隙之所以存在是由于：不管是采用光學的辦法，還是用產生電磁波的辦法，都沒有辦法產生出處于這一波段（0.1~10太赫茲（THz））的波；爾后呢，經過科研攻關以及多方面的研究，從低頻段借助UTC—PD(單行載流子光電探測器)和RTD(共振隧穿器件)來使得頻率得到提升 。逐漸靠近間隙區域，該區域范圍是0.1THz至10THz，并且在高頻段借助p型鍺激光器以及太赫茲量子級聯激光器，通過降低頻率的方式朝著太赫茲間隙區域靠近，此間隙區域范圍同樣為0.1THz至10THz（詳情參考四種器件的補充說明），達成了填滿間隙區域以及消除間隙區域的目標，自此整個電磁波譜在頻率方面 。
赫茲到
赫茲完全連續成一個整體的電磁波譜，波長從
米到
米。其各波段的產生、性質和應用如下表所示。
各分波段波的產生、性質，應用表
六、用矛盾的普遍性和矛盾的特殊性來分析電磁波譜
電磁波譜將矛盾的普遍性以及特殊性充分展現了出來 ，這也就是共性跟個性的辯證關系了 ，波譜里的任何一個波段 。
如同無線電波，還有太赫茲波，以及可見光，再者X射線等這些，每一種波，它都符合麥克斯韋偏微分方程，每一種都是橫波，即電場、磁場振動方向與波傳播方向相互垂直，并且它們的傳播速度都是光速（C）的波動 。
然而在另一方面，也就是不同波段，都明確地呈現出顯著各異的“個性” 。比如說，無線電波是由電路的電磁振蕩所產生，與之相反的是，可見光卻是源于原子中外層電子軌道里電子的躍遷；紅外線能夠產生明顯的熱效應，可紫外線卻具備很強的電離效應，況且還能夠促使化學反應增速等等 。像這般共性與個性的辯證統一極為顯著 。在共性與個性的關聯中，共性屬于基礎性、絕對以及主導層面；而個性是特殊、相對以及次要情形 。比如紅外線、可見光與紫外線，它們的共性乃是電磁波 。它必定要先存在電磁波所具備的共性，像是依循光速C進行傳播，要是它是以水波的速度行進，那它便是水了，屬于另外一種類別物質，不存在有關紅外、可見、紫外的區分，所以共性是具有基礎性的，是絕對的。然而在電磁波當中，頻率處于 。
赫茲這一段的存在，是借由紅外光、可見光以及紫外光的“個性”予以證實的，是借此得以體現的。這便是共性與個性相互依存的全面關系。
七，運用主要矛盾以及主要矛盾方面的觀點，去剖析電磁波譜其中波動性并粒子性的雙重呈現，。
在物理學里頭，波跟粒子是一組沒法分開的矛盾，它們相互之間既是對立著的，又是統一著的。在電磁波譜里邊同樣也是這樣的情況。在抵達無線電波長波段那一側的時候，波動方面的特性展現得相對比較顯著。然而在X射線、γ射線那一側卻凸顯出粒子的性質。依照矛盾論的看法，事物的性質是由主要的矛盾給決定的，而主要的矛盾又是經由其中的主要的矛盾矛盾方面給決定的，如今咱們來剖析γ射線為啥具有粒子性質的問題：γ射線主要的特點是振動的頻率特別的高，。
)赫茲,也即其波長非常短（
咱們清楚波動的能量是集中在波包里頭的，也就是集中在一個波長大小的那段長度里。把能量集中到一個極小的長度范圍以內，這就等同于存在一個“粒子”了。這樣的環境外部因素是借助內部因素來發揮作用的，所以其矛盾的主要方面從波動性轉變成了粒子性，這便是伽馬射線粒子性的來源。而在無線電波那一側，波長是很長的，根本不可能出現這種狀況。
八、運用實踐論里認識過程那兩個階段的觀點，去領會麥克斯韋電磁波理論所具備的意義 。
《實踐論》向我們表明，我們依據實踐證實了這樣的觀點：那些被我們感覺到的事物，我們沒辦法馬上就對其加以理解，唯有那些被理解了的事物，才能夠更深入地去感覺它。感覺僅僅能夠處理現象方面的問題，才能夠解決本質方面的問題 。
回想一下，在麥克斯韋方程建立之前的狀況，安培發現一項情況，這情況是電流或者變化的電場能夠產生磁場。盡管在那個時候，把電和磁聯系起來屬于一個重大的發現，并且從那時候起始發明了電磁鐵，依靠對電磁鐵的進一步研究制造出了繼電器等各類有用的物品。進而當時卻不會預見電磁波的形成以及電磁波廣泛的使用。法拉第發現一種現象，該現象是閉合線圈里磁場變化能夠產生電流時，此時還是沒有預料到電磁波的存在。再看麥克斯韋在電和磁相互轉換事實的基礎之上，又歸納了電與磁的高斯定理，將這些綜合起來從而建立了關于電磁波的新理論 。在理論層面實現了等級提升，不但知曉其然而且知曉其所以然。深入至事物的根本實質，預測出電磁波必定會存在高中物理電磁波譜，于是，赫茲從中獲得啟發，證實了電磁波的存在。人類憑借電磁波發明了無線電通信，將其傳播至全世界，使得世界步入一個信息社會的全新時代。
哲學是由自然科學與人文科學總結而成的，反過來，它應當對自然科學以及人文科學的發展起到引領與指導作用。運用馬克思、恩格斯、列寧、斯大林、毛澤東的哲學思想，完全能夠并且應該用來指導自然科學學習及科學普及工作！本文便是在這方面所做的一次嘗試。