电磁场和电磁波

1 电磁场和电磁波

电磁场包含电场与磁场两个方面,分别用电场强度E(或电位移D)及磁通密度B(或磁场强度H)表示其特性。按照麦克斯韦的电磁场理论,这两部分是紧密相依的。时变的电场会引起磁场,时变的磁场也会引起电场。电磁场的场源随时间变化时,其电场与磁场互相激励导致电磁场的运动而形成电磁波。

电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性,由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动。电磁波伴随的电场方向、磁场方向、传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面(图1-1)。当其能阶跃迁过辐射临界点时,便以光的形式向外辐射,此阶段波体为光子,太阳光便是电磁波的一种可见的辐射形态。

电磁波不依靠介质传播,在真空中,电磁波的传播速度与光速相等,为c=3×108m/s。电磁波的行进还伴随着功率的输送,并随着时间呈正弦变化。(https://www.daowen.com)

简单来说,电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的物体,都会释放出电磁波。且温度越高,放出的电磁波波长就越短。人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位与人类素未谋面的“朋友”。

图示

图1-1 电磁波的传播方向