电磁波 第7期

当你正在享受现代通信或现代传媒手段给你带来的方便、快捷、丰富多彩的现代生活时，你是否知道，是“电磁波”这一神秘物质使这一切成为可能。

人类从认识“电磁波”的存在到掌握它的产生、传播的原理至利用它为人类服务，经历了一个漫长的过程。英国物理学家麦克斯韦、德国物理学家赫兹等在这方面作出了巨大的贡献。麦克斯韦被誉为“电磁波之父”。

电磁波就如磁体周围存在的磁场一样，是一种摸不着、看不见的物质。但我们可通过一个简单的实验感受到电磁波的存在。如图1所示，让干电池负极与锉刀（或不平整的金属片）接触好，正极连接一根导线，拿导线头使它与锉接触，并在锉面滑动时，（开着无音的）收音机会发出“喀、喀”的声音。为什么会发生这种现象呢？原来导线、锉与电池组成通路，电路中有电流通过。电流周围就存在磁场［奥斯特实验（图2）］。这种磁场的强度与电流大小有关。当电路中通过的电流发生变化，则会产生变化的磁场。当如图3所示，在两极板上聚集有电荷时，在两极板空间也会存在一种摸不着、看不见的物质叫电场。因此，变化的电场可产生变化的磁场，由于变化的电场和磁场总是相联系的，变化的磁场也会产生电场。于是，在空间的某个区域发生了变化的电场，就会在空间引起变化的磁场。这个变化的磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场，如此连续下去，变化的电场和磁场就不局限于空间某个区域，而要由近及远向周围空间传播开去，这样就形成了电磁波。电磁波向外传播，当传播到收音机时就发出了“喀、喀”的声音。所以，上述的实验充分说明了电磁波的存在。

在电台中采用专门的电子器件和电路来产生变化得非常快的电流，称为振荡电流。将振荡电流送入电台天线（图4）就会在天线周围的空间中激起电磁波，而以光的速度（30万Km/s）向远方传播出去。振荡电流是一种周期性变化的电流。变化的快慢用频率表示。因此电磁波跟水波、声波（图5）等都具有“波”的特征――频率、波长、波速。实践表明，电磁波的传播完全不同于我们感知的声波或水波的传播。电磁波在真空中也能传播，而且以光的速度（30万 km/s）很高的频率传播到遥远的地方。

波速（c）、波长（λ）、频率（ ）有如下关系

c=λ

在真空中，电磁波的波速一定，所以电磁波的波长和频率互成反比关系，频率越低，波长越长；反之，频率越高，波长越短。

电磁波早已用于广播与电视。在电视台的发射如图6左所示。即将摄像机摄取的景物转换为电信号，然后经过“调制”通过天线把带有信号的电磁波发射出去。在接收端则由电视机的显像管将电信号还原成景物的像，让我们欣赏到电视节目（图6右）。

电磁波可分为多个波段，各波段的应用见下表。

电磁波的应用极其广泛。电磁波为人们带来极其方便的同时，人们却逐渐感受到它的负面效应。即当电磁辐射（如通信系统中的天线发射出电磁波，接收机――手机等辐射出电磁波等）达到一定强度时，会导致控制系统和信息传输系统的失控，也会引发头疼、失眠、记忆衰退等症状。

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