正文 什麼是電磁波(1 / 2)

電磁波,也稱電磁波或電磁輻射,從科學的角度來說,電磁波是能量的一種,凡是能夠放出能量的物體,都會發出電磁波。電與磁可說是一體兩麵,變動的電會產生磁,變動的磁則會產生電。電磁的變動就如同微風輕拂水麵產生水波一般,因此被稱為電磁波,而其每秒鍾變動的次數便是頻率。

當電磁波頻率低時,主要是由有形的導電體才能傳遞;當頻率逐漸提高時,電磁波就會外溢到導體之外,不需要介質也能向外傳遞能量,這就是一種輻射。舉例來說,太陽與地球之間的距離非常遙遠,但在戶外時,我們仍然能感受到和煦陽光的光與熱,這就好比是“電磁輻射藉由輻射現象傳遞能量”的原理一樣。

電磁輻射是傳遞能量的一種方式,輻射種類可分為3種:

1.遊離輻射。

2.有熱效應的非遊離輻射。

3.無熱效應的非遊離輻射。

當高能量電磁波把能量傳給其他物質時,有可能撞出該物質內原子、分子的電子,使物質內充滿帶電離子,這種效應稱為“遊離化”,而造成這種遊離化現象的電磁波就稱為遊離輻射,包括γ射線、X射線、紫外線等。進入可見光頻率以內的電磁波及紅外線均無法造成遊離化效應,稱為非遊離輻射。這裏必須澄清一個概念,輻射傷害是指遊離輻射(遊離輻射會與身體內的物質搶奪電荷,產生離子破壞生理組織),非遊離輻射則不具遊離化能力,不會產生有害人體的自由化離子,大量非遊離電磁波隻會造成溫熱效應。

這就好像做日光浴或站在燈泡下方一般,隻要不在短期內傳太多能量給人體,生理組織就能加以調控,所以在安全範圍內長期接受非遊離電磁波,並不會產生累積性傷害。

光波和X射線都屬電磁波。電磁波是一係列的橫波:它由兩種垂直的橫波構成,其中一個組成部分是一個振動的電場,而另一個部分是相對應的磁場。

所有的電磁波都以光速進行傳播,每種電磁波能用它們的頻率或波長來表示。電磁波與其他橫波決定性的區別在於它們傳播時並不需要類似空氣、水或者鋼鐵這樣的媒介物。無線電波、γ射線和可見光波都能在真空中傳播。

電磁波是怎樣產生的呢?

電磁波是由原子中運動的電荷產生的,這些運動的電荷產生一個電場,同時產生一個對應的磁場。來自運動電子的能量輻射到(不需要是均勻的)電子周圍的區域。

什麼是電磁波譜?

電磁波譜把電磁波按照頻率從低到高的順序編列成表。光譜從頻率最低的無線電磁波一直排列到頻率非常高的γ射線。在電磁光譜中間的一小部分包含了可見光的頻率。

我們日常生活中會接觸什麼樣的電磁波?

我們的生活環境中,“電”和“磁”的現象無所不在,除了大自然的太陽光和閃電外,舉凡各種電器產品,如電視、微波爐、電燈泡、計算機等,甚至廣播電台、電視台、業餘無線電台、警用無線電台或衛星通信等的無線電磁波,都存在於我們的生活環境中。

電磁波分很多種,比如紅外線、紫外線、γ射線、可見光等等,這些都有什麼區別呢?如何去理解呢?變化電磁場在空間的傳播與彈性波不同,電磁波的傳播並不依賴任何彈性媒質,它靠的是電磁場的內在聯係和相互依存,即變化的磁場激發有旋電場、變化的電場(位移電流)激發磁場,因此,電磁波在真空中也能傳播。

電磁波的傳播速度等於光速,光就是一種電磁波。無線電磁波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等構成了不同頻率和波長的電磁波譜。電磁波的傳播伴隨著能量和動量的傳播,這不僅是電磁波的重要性質,也為電磁場的物質性提供了證據。電磁波是橫波,其電矢量、磁矢量和傳播方向構成右手螺旋。作為一種波動,電磁波有自身的反射、折射、散射以及幹涉、衍射、偏振等現象。電磁波及其一係列性質是麥克斯韋電磁場理論的預言,已為包括赫茲實驗在內的大量實驗所證實。它們的區別就是波長和頻率不同。

知識點

電磁波就是無線電磁波嗎

可以說是的,也可以說不隻是。

電磁波可以由多種方式產生,特性和所起的作用各不相同,但都有一定的波長和頻率,如按波長從短到長來看,一般是γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電磁波。其中,可以用肉眼覺察到的常稱作“光波”;可以使用天線輻射能量的稱作“電磁波”。我們常用的無線電磁波隻是電磁波的一種,常見的燈光、燭光、激光等也都是電磁波,X射線、γ射線等也是電磁波。電磁波雖然手摸不到,但在自然界裏普遍存在,是一種具有質量、動量和能量的物質,隻不過存在的形式不同而已。

延伸閱讀

電磁波的“身長”

我們先拿根繩子來做個試驗,抓住繩子的一端,把它的另一端釘在牆上,然後急劇地把手抖動起來,瞧瞧吧,你看到了什麼?