电磁波
電磁波
一句话结论
电磁波是相互垂直的变化电场和磁场沿垂直于两者的方向传播;在真空中波速为 c,并满足 c = fλ。
变化的电场与磁场可以互相激发,使电磁扰动不依赖导线就能在真空中传播。这种传播就是电磁波;可见光只是电磁波谱中人眼能感受的一小段。
为什么是这样
电磁感应表明变化的磁场会产生电场,而变化的电场也会产生磁场。两者组合后,扰动可以离开原来的电荷和电流向外传递,同时携带能量。
不同波段的电磁波物理本性相同,区别主要在频率、波长以及它们与物质互动的方式。波从一种介质进入另一种介质时频率不变,波速和波长随介质改变。
定量表达
c=fλ 与所有波共用同一条关系,只是这里 c 是常数 3.0 × 10⁸ m/s。所以只要知道频率就能算波长,反之亦然。
波谱的顺序必须记牢(波长由长到短):无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线。可见光在其中约 400–700 nm,红光波长最长、紫光最短。
在介质中速度变为 v = c/n,频率不变而波长变短——这与「波」那一编讲折射时的结论完全一致。电磁波在这里没有例外。
c=fλ
- c
- 真空中光速 = 3.0 × 10⁸[m/s]
- f
- 频率[Hz]
- λ
- 波长[m]
适用条件
- 真空(或空气近似)中;介质中用 v = c/n
- c 与频率无关 —— 所有电磁波在真空中速度相同
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