一、电磁波

电磁波手持小木棍上下振动，让木棍下端接触平静的水面，可以看见 水面上有一圈圈凹凸相间的状态向外传播，形成水波（图 13—1）．发声体振动时，在空气中会有疏密相间的状态向外传播，形成声波．波是自然界普遍存在的现象．当导体中有迅速变化的电流时，在周围空间会有电磁波向外传播．无线电通信就是利用电磁波传输信号．

■图 13—1 水波

电磁波看不见，摸不到，我们可以通过实验来间接观察它的存在． 实验打开收音机的开关，转动选台用的旋钮，调到一个没有电台的地

方，使收音机收不到电台的广播，然后开大音量．如图 13—2 所示，让电池的负极与一把锉良好接触，正极连接一根导线．拿着导线头，让它与锉接触，并在锉面上滑动，这时收音机会发出“喀喀”的响声．

图 13—2 演示电磁波的存在

为什么会发生这种现象呢？原来，当导线头在锉面上滑动时，由电池、导线、锉组成的电路中产生迅速变化的电流，于是有电磁波向外传播，被收音机接收后发出响声．这个电路就成了一个小小的“电台”．

类似的现象，在日常生活中也会发生．当打开或者关闭电灯时，当电冰箱的电路接通和断开时，你会从附近的收音机中听到“喀喀”的杂音．这杂音也是电路通断时发出的电磁波被收音机接收而产生的．

电磁波的频率和波长 在水波的情形中，小木棍每上下振动一次， 水面上就出现一个波峰（凸起部分）和一个波谷（凹下部分）．小木棍振动几次，水面上就出现几个波峰和几个波谷（图 13—3）．在 1 秒内出现的波峰数（或波谷数）叫做水波的频率．频率的单位叫赫兹，简称赫．常用的频率单位还有千赫和兆赫．1 千赫=103 赫，1 兆赫=106 赫．相邻两个波峰（或波谷）之间的距离叫做水波的波长．1 秒钟内波传播的距离叫做波速．认真观察图 13—3，你可以知道：波速=波长×频率．可见波长也等于每振动一次水波向前传播的距离．

图 13—3 水波在 1 秒内传播的波形图．小木棍每秒振动 3 次，水面上

每秒出现 3 个波峰和 3 个波谷，水波的频率为 3 赫兹．OA 为 1 秒内水波传播的距离，数值上等于水波的传播速度（波速）．在此图中 OA 等于 3 个波长，由此可以知道：波速=波长×频率．

关于电磁波的本质，限于我们的知识准备不足，还不能给同学们讲， 但是，有一点却可以告诉同学们，这就是：跟水波类似，电磁波也有自己的频率和波长，同样可以用波形图来描述（图 13—4）．由方向来回迅速变化的电流（振荡电流）产生的电磁波，它的频率等于振荡电流的频率， 即每秒内电流振荡的次数．电流每振荡 1 次电磁波向前传播的距离表示电磁波的波长．对电磁波来说，同样有：波速=波长×频率．

电磁波是向空间各个方向传播的，它的传播速度很快，和光速相同， 在真空中是 3×108 米/秒，在空气中和在真空中近似．不同频率的电磁波的传播速度都相同，所以，频率较大的电磁波波长较短（图 13—4）．

■图 13—4 频率不同的电磁波．上图所示的电磁波，频率低，波长较长；下图所示的电磁波，频率高，波长较短．

在我们周围的空间里，存在着形形色色的广播、电视和无线电通信所用的电磁波．它们的频率和波长各不相同，用途也有所不同．人们把无线电通信所用的电磁波（也叫无线电波）按波长分为几个波段，各波段的名称和主要用途如下表所示．

课外观察找一台多波段的收音机，仔细观察选台指示盘，看看各波段都在哪些频率范围和波长范围内？有的收音机频率的单位用字母表示，kHz表示千赫，MHz 表示兆赫，把对应的波长和频率相乘，看看是不是等于光速．