常识积累——电磁波

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说起电磁波，大家可能会感到一些陌生。其实，我们生活中常见的手机、广播、蓝牙、导航、X光机、红外体温计、射电望远镜等都是利用了电磁波技术。

电磁波是电磁场的一种运动形态。它其实是一种由电场与磁场在空间中相互震荡而产生的交变电磁场，是以波动的形式传播的电磁场。其中电场与磁场相互垂直，而电磁波的传播方向垂直于电场与磁场组成的平面。

电磁波首先由詹姆斯·麦克斯韦于1865年预测出来，而后由德国物理学家海因里希·赫兹于1887年至1888年间在实验中证实存在。麦克斯韦推导出电磁波方程，一种波动方程，这清楚地显示出电场和磁场的波动本质。因为电磁波方程预测的电磁波速度与光速的测量值相等，麦克斯韦推论光波也是电磁波。

通常意义上所指有电磁辐射特性的电磁波是指无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线。而X射线及γ射线通常被认为是放射性的辐射。

电磁波的传播不需要介质，在真空中的传播速度为c=3.0x10^8m/s，是宇宙中最快的速度。

同频率的电磁波，在不同介质中的速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。且电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播，若同一种介质是不均匀的，电磁波在其中的折射率是不一样的，在这样的介质中是沿曲线传播的。通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少，电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。机械波与电磁波都能发生折射、反射、衍射、干涉，因为所有的波都具有波粒两象性。折射、反射属于粒子性；衍射、干涉为波动性。

电磁波具有波粒二象性，也就是说电磁波具有波的波动性和粒子的粒子性，简单的说就是电磁波沿着空间以一定能量进行传播。在真空或者理想绝缘介质内传播时，因能量不会衰减，导致电磁波可以无衰减的传播。但是当电磁波在导体中传播时，因导体内存在自由电子，自由电子在电磁波电场的作用下发生运动形成电流，产生焦耳热，导致电磁波能量被消耗，从电磁波的传播被衰减。