人类认识客观世界、发现新事物的途径有两种。 一是通过生产实践和科学实验的观察分析; 另一种是通过科学理论的推理和预测,然后通过实验来验证。 电磁波的发现属于后一类。 麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在。 后来,赫兹通过实验证实了电磁波的存在物理资源网,从而开创了无线电技术的新时代。
1.电磁波的产生
1.电磁波:电磁波是电磁场从发生地向远处传播的过程。
如果空间某处产生振荡电场,周围空间就会产生振荡磁场,而这个振荡磁场又会在遥远的空间产生新的振荡电场……这样,交替产生的振荡磁场就产生了。电场和振荡磁场不仅限于此,而是从发生的区域向周围空间扩散。 电磁场由近到远传播,形成电磁波。
2、振荡电路发射电磁波的过程也是向外辐射能量的过程。
3、有效向外界发射电磁波。 对振荡电路的要求:
(1)要有足够高的振荡频率。 频率越高,发射电磁波的能力就越强。
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间中。
为了有效地发射电磁波电磁波的产生,将闭路变成开路。
2. 电磁波的特性
1.电磁波是横波
(1)电磁波中的电场和磁场相互垂直,电磁波沿与两者垂直的方向传播。
(2)相邻两个波峰或波谷之间的距离等于电磁波的波长。
(3) 在传播方向上的任意点,E和B随时间呈正弦变化。
2.电磁波具有波的所有特征
(1)电磁波具有反射、折射、干涉、衍射等波的全部特性。
(2) 波动的一般关系式,即
,也适用于电磁波。
3.电磁波也可以在真空中传播
(1)电磁波与机械波有本质的不同。 前者是电磁现象,后者是机械现象。 机械波依赖介质来传播,而电磁波则不需要依赖其他材料作为介质。 它也可以在真空中传播。 但它们都有波动的共同点。
(2)电磁波在真空中的传播速度,
麦克斯韦从理论上预测电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度。 这一预测后来得到了证实。
3.赫兹通过实验证实了麦克斯韦电磁理论的正确性
1、1888年,在麦克斯韦发现电磁场理论多年后电磁波的产生,德国物理学家赫兹首次通过实验证实了电磁波的存在。
2、赫兹测量了电磁波的波长和频率,得到了电磁波的传播速度,并证实这个速度等于光速。
3、赫兹还通过实验证明电磁波具有波的所有特性。