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神秘的电磁波

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神秘的电磁波

帖子 由 张浩东 于 周日 十二月 27, 2009 9:11 am

电磁波在日常生活中无时不在无刻不在,从物理学的角度看, 电磁波是电磁场的一种运动形态。电可以生成磁,磁也能带来电,变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,所以电磁波也常称为电波。1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,并推导出电与光具有同样的传播速度。1887年德国物理学家用赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。
在气温是15摄氏度的时候,声音在空气中传播的速度约是每秒340米;声音传到1000米远的地方大致是3秒钟,而电磁波传到1000米远的地方,只需三十万分之一秒,折合传播速度约为300,000,000米/秒。
电磁波被发现后,人们使用了多种名词和方式来叙述及表达它,其中频率或者波长是表达一个电磁波其内在性质的重要单位,前者指的是电磁波在一秒钟内电磁波振动方向改变的次数,而波长则是电磁波的另一个表达单位,指的是电磁波每个周期的相对距离,它可以通过电磁波的传输速度除以频率算出。低频率的电磁波有着较长的波长,较高频率的电磁波有着较短的波长。如果以频率来表达具体的电磁波,其单位有Hz(赫)KHz(千赫)MHZ(兆),他们之间的关系是1MHz=1,000KHz=1000,000Hz。下面是一个换算电磁波频率与波长的小程序,改变其中“传输速度”的取值,它同样适合于声波波长与频率的换算,你现在就可以填入想了解的数值然后操作它。
那么什么是电磁波的周期,这个单位和频率及波长之间又什么关系呢呢?我们可以通过往水里面丢块石头后所形成的涟绮来作形象化的比喻,如下图:
人们发现了电磁波之后,利用它发展了无线电技术,电磁波给人类社会带来了深刻而又巨大的变化,由此开辟了电子技术的新时代。今日的天空,已充满了各种人为或自然的,频率不同、功率不同、包含信息各异的电磁波。

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张浩东
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