人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí),對(duì)新事物的發(fā)現(xiàn)常有兩種方式.一是通過生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的觀察和分析,二是通過科學(xué)理論的推理和預(yù)言,再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.電磁波的發(fā)現(xiàn)屬于后一種,麥克斯韋從電磁場(chǎng)理論出發(fā),預(yù)言了電磁波的存在.后來,赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在,從而開創(chuàng)了無線電技術(shù)的新時(shí)代.
一、電磁波的產(chǎn)生 1、電磁波:電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播就是電磁波.
如果空間某處產(chǎn)生了振蕩電場(chǎng),在周圍空間就要產(chǎn)生振蕩磁場(chǎng),這個(gè)振蕩磁場(chǎng)又要在較遠(yuǎn)的空間產(chǎn)生新的振蕩電場(chǎng),……這樣,交替產(chǎn)生的振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)并不局限于空間某個(gè)區(qū)域,而是要由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播開去,電磁場(chǎng)這樣由近及遠(yuǎn)地傳播,就形成電磁波.
2、振蕩電路發(fā)射電磁波的過程,同時(shí)也是向外輻射能量的過程.
3、有效地向外界發(fā)射電磁波,對(duì)振蕩電路的要求:
(1)要有足夠高的振蕩頻率,頻率越高,發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大.
(2)振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間.
為了有效地發(fā)射電磁波,將閉合電路變成開放電路.
二、電磁波的特點(diǎn)
1、電磁波是橫波
(1)電磁波中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相垂直,電磁波在與二者均垂直的方向傳播.
(2)相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離等于電磁波的波長.
(3)在傳播方向上的任一點(diǎn),E和B都隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化.
2、電磁波具有波的一切特性
(1)電磁波具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性.
(2)波動(dòng)的一般關(guān)系式,即,也適用于電磁波.
3、電磁波也能在真空中傳播
(1)電磁波與機(jī)械波有本質(zhì)的不同.前者是電磁現(xiàn)象,后者是力學(xué)現(xiàn)象.機(jī)械波要靠介質(zhì)來傳播,電磁波的傳播則不需要靠別的物質(zhì)作介質(zhì).在真空中也可以傳播.但二者具有波動(dòng)的共性.
(2)電磁波在真空中的傳播速度,.
麥克斯韋從理論上預(yù)言,電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度,這個(gè)預(yù)言后來得到證實(shí).
三、赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋電磁理論的正確性
1、在麥克斯韋發(fā)現(xiàn)電磁場(chǎng)理論多年后的1888年,德國物理學(xué)家赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在.
2、赫茲測(cè)定了電磁波的波長和頻率,得到電磁波的傳播速度,證實(shí)這個(gè)速度等于光速.
3、赫茲還用實(shí)驗(yàn)證明,電磁波具有波的一切特性.