電磁波

 

　　說起電磁波，大家可能會感到一些陌生。其實，我們生活中常見的手機、廣播、藍牙、導航、X光機、紅外體溫計、射電望遠鏡等都是利用了電磁波技術(shù)。

 

　　電磁波是電磁場的一種運動形態(tài)。它其實是一種由電場與磁場在空間中相互震蕩而產(chǎn)生的交變電磁場，是以波動的形式傳播的電磁場。其中電場與磁場相互垂直，而電磁波的傳播方向垂直于電場與磁場組成的平面。
 

電磁波傳播示意圖

 

　　電磁波首先由詹姆斯·麥克斯韋于1865年預測出來，而后由德國物理學家海因里希·赫茲于1887年至1888年間在實驗中證實存在。麥克斯韋推導出電磁波方程，一種波動方程，這清楚地顯示出電場和磁場的波動本質(zhì)。因為電磁波方程預測的電磁波速度與光速的測量值相等，麥克斯韋推論光波也是電磁波。

 

　　通常意義上所指有電磁輻射特性的電磁波是指無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線。而X射線及γ射線通常被認為是放射性的輻射。

 

　　電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度為c=3.0x10^8m/s，是宇宙中最快的速度。

 

　　同頻率的電磁波，在不同介質(zhì)中的速度不同。不同頻率的電磁波，在同一種介質(zhì)中傳播時，頻率越大折射率越大，速度越小。且電磁波只有在同種均勻介質(zhì)中才能沿直線傳播，若同一種介質(zhì)是不均勻的，電磁波在其中的折射率是不一樣的，在這樣的介質(zhì)中是沿曲線傳播的。通過不同介質(zhì)時，會發(fā)生折射、反射、繞射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面?zhèn)鞑サ牡孛娌ǎ�還有從空中傳播的空中波以及天波。波長越長其衰減也越少，電磁波的波長越長也越容易繞過障礙物繼續(xù)傳播。機械波與電磁波都能發(fā)生折射、反射、衍射、干涉，因為所有的波都具有波粒兩象性。折射、反射屬于粒子性；衍射、干涉為波動性。

 

　　電磁波具有波粒二象性，也就是說電磁波具有波的波動性和粒子的粒子性，簡單的說就是電磁波沿著空間以一定能量進行傳播。在真空或者理想絕緣介質(zhì)內(nèi)傳播時，因能量不會衰減，導致電磁波可以無衰減的傳播。但是當電磁波在導體中傳播時，因?qū)�體內(nèi)存在自由電子，自由電子在電磁波電場的作用下發(fā)生運動形成電流，產(chǎn)生焦耳熱，導致電磁波能量被消耗，從電磁波的傳播被衰減。

 

 

　�。�2021黑龍江）下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（     ）

 

　　A.地震波是一種電磁波

 

　　B.電磁波可以在真空中傳播

 

　　C.在導體中傳播的電磁能量不衰減

 

　　D.同一頻率的電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度相同

 

　　【解析】B。本題考查科技常識。

 

　　A項錯誤，地震波是地下巖石受強烈沖擊產(chǎn)生彈性振動而形成的彈性波，屬于物理學中的機械波；電磁波源于電場與磁場的相互轉(zhuǎn)換并向遠方傳播，地震波不屬于電磁波。

 

　　B項正確，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，電磁波在真空中的傳播速度約為3x10^8m/s。

 

　　C項錯誤，電磁波進入導體后必將引起傳導電流，電場對傳導電流做功使得電磁波能量轉(zhuǎn)化為焦耳熱，故在導體中傳播電磁波能量會衰減。

 

　　D項錯誤，電磁波在各種介質(zhì)中的傳播速度不一樣。電磁波在各種介質(zhì)中的傳播速度可由v=c/n來計算，其中c是真空中的光速，n是介質(zhì)的折射率。在光密介質(zhì)中的速度會小些，真空中的速度最大。

 

　　故正確答案為B。