關(guān)于電磁波的知識(shí)點(diǎn)，這篇文章足夠了

大家好，這里是【射頻學(xué)堂】。

我們推送過多篇介紹電磁波的文章，從麥克斯韋方程，到電磁波的發(fā)現(xiàn)過程。今天我們把這些知識(shí)進(jìn)行一下總結(jié)學(xué)習(xí)。

什么是電磁波？

電磁波也稱為 EM 波。電磁輻射由電場(chǎng)與磁場(chǎng)接觸時(shí)產(chǎn)生的電磁波組成。也可以說，電磁波是由振蕩的電場(chǎng)和磁場(chǎng)組成的。電磁波是麥克斯韋方程組的解，麥克斯韋方程組是電動(dòng)力學(xué)的基本方程。

電磁波是如何形成的？

通常，電場(chǎng)是由帶電粒子產(chǎn)生的。該電場(chǎng)對(duì)其他帶電粒子施加力。正電荷沿電場(chǎng)方向加速，負(fù)電荷沿與電場(chǎng)方向相反的方向加速。

磁場(chǎng)是由移動(dòng)的帶電粒子產(chǎn)生的。這個(gè)磁場(chǎng)對(duì)其他運(yùn)動(dòng)的粒子施加了一個(gè)力。這些電荷上的力總是垂直于它們的速度方向，因此只會(huì)改變速度的方向，而不是速度。

因此，電磁場(chǎng)是由加速的帶電粒子產(chǎn)生的。電磁波只不過是以光速 c 在自由空間中傳播的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。加速帶電粒子是指帶電粒子圍繞平衡位置振蕩。如果帶電粒子的振蕩頻率為 f，則它會(huì)產(chǎn)生頻率為 f 的電磁波。該波的波長(zhǎng) λ 由 λ = c/f 給出。電磁波通過空間傳遞能量。

電磁波的圖形表示

電磁波由正弦曲線圖表示。它由相互垂直且也垂直于波傳播方向的時(shí)變電場(chǎng)和磁場(chǎng)組成。電磁波本質(zhì)上是橫向的。波浪的最高點(diǎn)稱為波峰，而最低點(diǎn)稱為波谷。在真空中，波以 3 00000000 m/s 的恒定速度傳播。

電磁波的數(shù)學(xué)表示

沿 x 方向傳播的平面電磁波具有以下形式

在電磁波中，E 是電場(chǎng)矢量，B 是磁場(chǎng)矢量。

麥克斯韋給出了電磁輻射的基本概念，而赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。

電磁波的傳播方向由電場(chǎng)和磁場(chǎng)的矢量叉積給出。它被給出為：

電磁波方程

電磁波方程描述了電磁波在真空中或通過介質(zhì)的傳播。

電磁波方程是二階偏微分方程。

它是波動(dòng)方程的 3D 形式。

方程的齊次形式寫為，

其中，

電磁波的強(qiáng)度

自由空間中電磁波的速度

電磁波的極化

電磁頻譜

電磁波的應(yīng)用

以下是電磁波的一些應(yīng)用：

電磁輻射可以在真空中或根本不使用任何介質(zhì)傳輸能量。

電磁波在通信技術(shù)中發(fā)揮著重要作用。

電磁波用于雷達(dá)。

紫外線用于檢測(cè)偽造的鈔票。真正的鈔票在紫外線下不會(huì)變成熒光。

紅外輻射用于夜視，并用于安全攝像頭。