【电磁波】

在高频电磁振荡的情况下，部分能量以辐射方式从空间传播出去所形成的电波与磁波的总称叫做“电磁波”。在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部反回原电路而没有能量辐射出去。然而，在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部反回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去。电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。如图 3—83 所示。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波。波长越长的地面波，其衰减也越少。电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。中波或短波等空中波则是靠围绕地球的电离层与地面的反复反射而传播（电离层在离地面 50～400 公里之间）。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。其速度等于光速（每秒 3×1O10 厘米）。光波就是电磁波，无线电波也有和光波同样的特性，如当它通过不同介质时，也会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。在空间传播的电磁波，距离最近的电场（磁场）强度方向相同和量值最大两点之间的距离，就是电磁波的波长。电磁波的频率γ即电振荡电流的频率，无线电广播中用的单位是千赫，速度是 c。根据λγ

= c，就可求出波长λ = c 。广播用的波长在10～3000米之间，分长波、中

波、中短波、短波等几种。传真（电视）用的波长是 3～6 米；雷达用的波长更短，3 米到几厘米。电磁波有红外线、可见光、紫外线、x 射线、γ射线等。各种光线和射线，也都是波长不同的电磁波。其中以无线电的波长最长，宇宙射线的波长最短。

无线电波 3000 米～0.3 毫米。

红外线 0.3 毫米～0.75 微米。

可见光 0.7 微米～0.4 微米。

紫外线 0.4 微米～10 毫微米

X 射线 10 毫微米～0.1 毫微米

γ射线 0.1 毫微米～6.001 毫微米

宇宙射线小于 0.001 毫微米

麦克斯韦于 1865 年从理论上证明电磁波的传播速度应等于光速。因此他认为光波就是电磁波。1890 年经赫兹于火花放电的实验中发现谐振现象后，证实电磁波的存在，并证实无线电波与光波，仅由之间的区别仅仅在于其频率的高低，无线电波频率较低。麦克斯韦关于光为的电磁波学说，只是从波动的角度描述了光的波动性，对于波长较长的电磁波，如微波和无线电波等，主要表现为波动性、但对于波长短的光波则在表现出其波动性的同时，也表现出粒子性。20 世纪初爱因斯坦进一步提出了光的粒子性——

光子的概念，直到 20 世纪 20 年代在光的波动和粒子二重性的基础上，又发展出一门新的理论——量子力学。