我們先來看看第一章，它描述的是電磁波的產(chǎn)生以及其本質(zhì)高中物理電磁波實驗1，第二章呢，講的是電磁波譜系，第三章的內(nèi)容，關(guān)乎電磁波的傳播特性，第四章所涉及的，是電磁波與物質(zhì)彼此相互作用，第五章聚焦，于電磁波的現(xiàn)代應(yīng)用，接下去的第六章闡述的，是電磁波的未來展望 1 。
01第一章電磁波的產(chǎn)生與本質(zhì)
19世紀(jì)30年代，英國科學(xué)家邁克爾·法拉第在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象之時，首次觀察到那種變化的磁場帶來電流，這一發(fā)現(xiàn)把人們對電與磁關(guān)系的理解徹底改變留學(xué)之路，法拉第的實驗表明，當(dāng)磁鐵靠近閉合路時，電路里會產(chǎn)生感應(yīng)電流，此現(xiàn)象被后人稱作法拉第電磁感應(yīng)定律，然而，法拉第不能用當(dāng)時已知的以太理論解釋這一現(xiàn)象，他覺得電磁相互作用是借著一種未知的媒介傳播的，這種媒介被叫做‘以太’ 。伴隨時間持續(xù)推進(jìn)，詹姆斯·克拉克·麥克斯韋于19世紀(jì)60年代提出電磁場理論，且創(chuàng)建了知名的麥克斯韋方程組。這組方程不但極為完美地描繪了電場與磁場間的相互作用，還對電磁波的存在作出了預(yù)言。1865年，麥克斯韋經(jīng)推導(dǎo)得出電磁波在真空中的傳播速度等同于光速，這樣的結(jié)論在當(dāng)時引發(fā)了極大的轟動，原因在于這表明光從本質(zhì)上來說就是一種電磁波。為對該理論加以驗證，德國物理學(xué)家海因里希·赫茲于1887年開展了一系列實驗。曾成功產(chǎn)生無線電波的赫茲，對其波長以及頻率進(jìn)行了測量，進(jìn)而證實了電磁波是存在的。不僅驗證馬克斯韋理論的是赫茲的實驗，為后續(xù)無線電通信技術(shù)發(fā)展打下基礎(chǔ)的亦是赫茲的實驗。
電磁波的物理本質(zhì)，電磁波的定義，是一種由變化的電場以及變化的磁場相互垂直且相互激發(fā)進(jìn)而產(chǎn)生的波動現(xiàn)象，波動方程推導(dǎo)是從麥克斯韋方程組開始出發(fā)，推導(dǎo)出在真空中電磁波的傳播速度公式，實驗數(shù)據(jù)對比是實驗測得光速跟電磁波速度相一致，誤差是小于0.01% 。
由電場以及磁場共同決定的電磁場的能量密度，其對應(yīng)的是電磁波的能量特性能量密度公式，該公式為u=(1/2)(εE2+(1/μ?)B2) ，坡印廷矢量也就是功率流密度，它由S=E×H來描述，此描述了電磁波的能量傳輸方向以及大小，太陽輻射到地球的能量傳輸效率是極高的，每1平方米接收功率約是1400W/m2 。
電磁波的電場矢量于傳播進(jìn)程里具備特定的振動方向，如此這般振動方向的選擇性被稱作偏振，電磁波存在偏振特性，偏振現(xiàn)象乃橫波特有的性質(zhì)故而很重要，偏振現(xiàn)象在自然界里廣泛存在，像太陽光穿過大氣層后會出現(xiàn)部分偏振，偏振片的發(fā)明與應(yīng)用是探究電磁波偏振特性的關(guān)鍵工具，自然光經(jīng)過偏振片時透射光強會隨偏振片的轉(zhuǎn)動呈余弦變化 。在日常生活里，這一現(xiàn)象是存在應(yīng)用的，像是3D電影的立體效果，乃是借助偏振原理達(dá)成的。于無線通信當(dāng)中，左旋以及右旋圓偏振波的分離技術(shù)，能夠提升信號傳輸?shù)男省＠走_(dá)系統(tǒng)憑借偏振特性，用以區(qū)分不同目標(biāo)的反射信號。偏振濾鏡在攝影里的應(yīng)用，可消減反射光，進(jìn)而提高圖像質(zhì)量。
02第二章電磁波譜系
按照采用電磁波譜的頻率或波長進(jìn)行分類所構(gòu)建的那包括一系列波長的集合，其劃分依據(jù)是什么而言，依據(jù)的可不是尋常之物哦，主要是依據(jù)頻率差異展開的，頻率越高之時，那對應(yīng)的電磁波的能量就越大呢。電磁波譜的劃分這件事可不簡單，它不但有助于我們?nèi)ダ斫獠煌ǘ嗡邆涞奶匦裕疫€為各種各樣的應(yīng)用給予了理論方面的基礎(chǔ)呢。電磁波譜的劃分這樁事體，它能夠追溯到19世紀(jì)末呀，那個時候科學(xué)家們著手研究不同波段的電磁波所呈現(xiàn)出來的特性啦。伴隨科學(xué)技術(shù)不斷取得進(jìn)步，電磁波譜的劃分是一步一步穩(wěn)定地逐漸走向完臻狀態(tài)，進(jìn)而形成了我們?nèi)缃穸际熘碾姶挪ㄗV系喲。電磁波譜的劃分，對我們理解不同波段的特性是有幫助的，可為各種應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，其劃分依據(jù)主要是頻率不同，頻率越高，電磁波能量越大，像伽馬射線頻率極高，能量也極大，能用于醫(yī)療治療與工業(yè)探傷，另一方面，無線電波頻率低，能量小，主要用于通信和廣播，電磁波譜的劃分，有助于我們理解不同波段特性，還為各種應(yīng)用提供理論基礎(chǔ) 。比如說，我們能夠依據(jù)電磁波譜之上的劃分，去挑選適宜的波段用以展開通信以及廣播，又或者憑借不同波段所具備的特性，來設(shè)計各種各樣不同的儀器還有設(shè)備。
無線電波，其頻率范圍是3kHz - ，具備電離層反射能跨越大陸的特性，應(yīng)用實例為FM廣播88 - 。微波，頻率范圍是 - ，分米波有可穿透云層的特性，應(yīng)用實例是雷達(dá)2.4GHz 。紅外線，頻率范圍是 - ，熱輻射特征顯著，應(yīng)用實例是紅外測溫 。可見光，頻率范圍是 - ，人眼對其敏感度最高，應(yīng)用實例是RGB三原色混合 。紫外線，頻率范圍是部分缺失 - 30PHz ，有紫外殺菌波長短的特性，應(yīng)用實例是醫(yī)療消毒254nm 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 能看懂嗎？ 能看懂嗎？ 能看懂嗎？ 能看懂嗎？ 能看懂嗎？ 能看懂嗎？ 答案的內(nèi)容全部都能看懂嗎？ 答案的內(nèi)容全部都能看懂嗎？ 答案的內(nèi)容全部都能看懂嗎？ （最后這幾句是為湊足字符數(shù)，您可根據(jù)實際需求調(diào)整）。
電磁波譜存在連續(xù)性，其波長與頻率有關(guān)系，電磁波的波長和頻率的關(guān)系是λ=c/ν，這里c是光速，宇宙尺度方面，從宇宙微波背景輻射（1MHz）到高能伽馬射線（10^19Hz），電磁波譜覆蓋了極寬的頻率范圍，電磁波譜具有連續(xù)性這一特性意味著不同波段的電磁波彼此之間不存在明確的界限，而是呈現(xiàn)逐漸過渡的狀態(tài) 。
基于電磁波譜彼此交叉運用的多波段協(xié)同能量轉(zhuǎn)換實驗計劃，遙感技術(shù)會綜合采用像可見光、紅外、微波之類的多種波段，進(jìn)而能夠獲取地表物體的多種不同信息。多波段的遙感這項技術(shù)，能夠在監(jiān)測環(huán)境變化、資源調(diào)查、災(zāi)害評估等多個領(lǐng)域發(fā)揮作用。比如說，紅外遙感在監(jiān)測地表溫度分布方面能派上用場，微波遙感則可用于監(jiān)測海面溫度以及海冰分布。激光器可把電能轉(zhuǎn)化成可見光，其效率能夠達(dá)到30%這點，在工業(yè)加工、醫(yī)療手術(shù)、科學(xué)研究等諸多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。能量轉(zhuǎn)換效率得以提高是激光技術(shù)向前發(fā)展的關(guān)鍵所在，當(dāng)下已然有多種具備高效特性的激光器得以問世，比如說，光纖激光器能夠達(dá)成高功率以及高效率的能量轉(zhuǎn)變，從而為工業(yè)加工給予了強大的動力支持。美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡其工作波段涵蓋了0.6至28μm的范圍，能夠觀測到宇宙當(dāng)中最為早期階段的星系以及恒星。韋伯望遠(yuǎn)鏡所獲取的觀測數(shù)據(jù)會對我們更為深入地理解宇宙的起源進(jìn)程以及演化狀況有所幫助。此項實驗計劃當(dāng)中還包含了針對電磁波譜展開的更進(jìn)一步的研究工作，以此來發(fā)現(xiàn)全新的天體以及現(xiàn)象。
03第三章電磁波的傳播特性
電磁波在介質(zhì)中傳播特性有兩個重要參數(shù)，相速與群速，相速是電磁波在介質(zhì)里傳播的相位速度，群速則是電磁波在介質(zhì)中傳播的包絡(luò)速度，相速和群速之間的關(guān)系于電磁波傳播起著至關(guān)重要的作用高中物理電磁波實驗1，相速和群速之間的關(guān)系靠麥克斯韋方程組和波動方程能推導(dǎo)出來，在均勻介質(zhì)中相速和群速相等，不過在色散介質(zhì)中相速和群速不相等，色散介質(zhì)是介質(zhì)折射率隨頻率變化的介質(zhì)像光纖就是 。