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📜  电磁波的特性

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:56:12.235000             🧑  作者: Mango

电磁波的特性

电磁（EM）波是与电和磁有关的波。这些波在太空中传播，由随时间变化的电场和磁场组成。电磁波是由加速或振荡电荷辐射的波，其中变化的磁场是电场的来源，变化的电场是磁场的来源。因此，两个场成为彼此的源，并且波在垂直于两个场的方向上正弦传播。

什么是电磁波？

线极化电磁波

电磁（EM）波是与电和磁有关的波。电磁 (EM) 波是在空间中传播的电场和磁场中周期性变化的波。波浪伴随着闪电和囚禁，因为它们是波浪，所以它们会在空间中传播。当电场和磁场结合在一起并且随着时间变化时，它们会产生电磁波。

电磁方程来自麦克斯韦方程。 Maxwell 介绍了这些带有特殊包裹的 EM 波，可用于许多实际目标。与时间不同，电场是电磁波的时变磁场。电磁膨胀与在空间中传播的时变电场和磁场耦合。

电磁波的特性

  • 电场随时间变化，会产生磁场，这个磁场随时间变化，产生电场，这个过程就这样继续下去。
  • 这些电场和磁场周期性变化，并在空间中同时传播时相互耦合，从而产生电磁波。
  • 磁场将是正弦波，但方向垂直于电场。这两者都为电磁场提供了进步。
  • 但是，磁场沿 y 轴，如果电场沿 x 轴，波也会沿 z 轴传播。
  • 电场和磁场各自不同并且垂直于浪涌传播方向。
  • 时间上相反并相互连接的电场和磁场会产生电磁波。

电磁波的性质

  • EM波是横波。横波是指介质中的扰动或位移方向与波的传播方向垂直的波。
  • 介质的斑块沿垂直于波传播方向的方向移动。在电磁波的情况下，波的传播发生在 x 轴上，电场和磁场与波的传播垂直。这意味着浪涌传播 x 轴、电场 y 轴、磁场 z 轴。
  • 因此，EM 波本质上是横波。 EM 浪涌的电场表示为

E y = E 0 sin(kx– wt)

其中 E y = 沿 y 轴的电场，x = 波的传播方向。

  • 波数k = (2π/λ)
  • 电磁波的磁场表示为

B z = B 0 sin(kx− wt)

其中 B Z = 沿 z 轴的电场，x = 波的传播方向。

B0 = (E 0 /c)

然后，我们观察一些电磁波。在自由空间或真空中，它们是自我持续的电场和磁场波动。电场和磁场的振动不同于我们从远处看到的任何不同的波，因为它不涉及物理介质。纵向收缩和稀疏波是空气中的收缩和稀疏波。刚性、抗剪切的固体可以相应地产生横向弹性（声）波。

电磁波的来源

电磁波是由带电粒子振荡（加速电荷）产生的。与加速电荷相关的电场振动，产生振动磁场。这些振动的电场和磁场都促进了 EM 膨胀

尽管如此，如果电荷处于静止状态，则与电荷联结的电场将相应地静止。由于电场不随时间变化，因此不会产生 EM 波。

当电荷以匀速运动时，加速度也为0。电场随时间的变化也是恒定的，因此再次不会产生电磁波。这表明只有加速的电荷才能诱发电磁波。

电磁波的应用

  • 电磁波最重要的用途之一是通信。
  • 由于电磁波，我们可以感知周围的一切。
  • 它协助飞机导航并协助飞行员进行复杂的飞机起降。它还有助于计算飞机的速度。
  • 它确实在医学领域找到了相应的应用。例如，眼科手术中的光束、无线电和电视广播信号中的 X 射线。这些信号是通过电磁波传输的。
  • 电磁涌浪有助于确定瞬态车辆的速度。
  • 它们用于电视等电子设备。用于远程、远程总线、LED 电视、油炸锅炉灶等。
  • 由于电磁波，手机可以实现语音传输。

示例问题

问题 1：说出速调管或磁控管可以产生的电磁辐射。

回答：

问题2：为什么平流层顶部的臭氧层对人类生存很重要？

回答：

问题 3：振荡电荷如何产生电磁波？

回答：

问题4：电磁波是如何产生的？

回答：

问题 5：州楞次定律。一根东西方向水平放置的金属棒在重力作用下落下。电动势会在其末端产生吗？证明你的回答。

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问题 6：写出法拉第电磁感应定律。

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