185(2 / 2)
横电磁波、横电波与横磁波其电场与磁场都在垂直于传播方向的平面上的电磁波,称为横电磁波,简称tem波。在垂直于波的传播方向平面上其含电场的电磁波称为横电波。简称te波。在垂直于波的传播方向的平面上只台磁场的电磁波称为横磁波,简称tm波。
电磁波谱按正弦电磁波在自由空间中的波长λ或频率f(λf=c=3x108ms)的顺序排列而成的表称为电磁波频谱。为了方便。常把波谱分成频段或波段,如表所示。300ghz以上。便依次进入远红外、可见光、x射线和γ射线区域了。电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面,变
化的电场会产生磁场(即电流会产生磁场),变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。
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。电磁波频率低时,主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去;电磁波频率高时即可以在自由空间内传递,也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部返回原振荡电路。于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射。举例来说,宜人恒星与类地行星之间的距离非常遥远。但在户外时,我们仍然能感受到和煦阳光的光与热,这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。
电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期变。其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量。任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。
其速度等于光速c(3x108ms)。在空间传播的电磁波,距离最近的电场(磁场)强度方向相同。其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。
电磁波的传播不需要介质,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、衍射、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动性。衍射、折射、反射、干涉都属于波动性。电磁波的能量大小由坡印廷矢量决定,即s=exh,其中s为坡印廷矢量,e为电场强度,h为磁
场强度。e、h、s彼此垂直构成右手螺旋关系;即由s代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能,单位是wm2。
电磁波具有能量,电磁波是一种物质。1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,1898年,马可尼又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。
按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是工频电磁波、无线电波(分为长波、中波、短波、微波)、红外线、可见光、紫外线、x射线及γ射线。以无线电的波长最长,宇宙射线(x射线、γ射线和波长更短的射线)的波长最短。
首先,无线电波用于通信等,微波用于微波炉,红外线用于遥控,热成像仪,红外制导导弹等,可见光是大部分生物用来观察事物的基础,紫外线用于医用消毒,验证假钞,测量距离,工程上的探伤等,x射线用于ct照相,伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等。人体是一个导体,像所有导体一样,人体受到无线电流和微波辐射后,会产生电流,从而引起人体发热。一般来说,我们所处的空间中的无线电波和微波是比较弱的,引起的发热非常小,完全可以忽略。
宜人恒星所发出的红外线和可见光是自然界中最强的电磁辐射,也是我们所处的环境中最强的电磁辐射源,红外线和可见光可以在人体的表层引起发热。宜人恒星除了向外辐射红外线和可见光外,还会辐射大量的能量较高的紫外线,这些紫外线对人体也是有益的,但过强的紫外线会灼伤皮肤,还有可能诱发皮肤癌。
x射线、伽马射线属于高能电磁辐射,能够直接破坏人体内分子的分子结构,包括蛋白质、dna等的结构,从而引起人体发生病变,并且会引起各种癌症。
高能电磁辐射对人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态或危及生命。对于长期接触高能电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也会诱发想不到的病变。神经系统对电磁辐射的作用很敏感,受其低强度反复作用后,中枢神经系统机能发生改变,出现神经衰弱症候群,主要表现有头痛,头晕,无力,记忆力减退,睡眠障碍(失眠,多梦或嗜睡),白天打瞌睡,易激动,多汗,心悸,胸闷,脱发等,尤其是入睡困难,无力,多汗和记忆力减退更为突出、这些均说明大脑是抑制过程占优势、所以受害者除有上述症候群外,还表现有短时间记忆力减退,视觉运动反应时值明颢延长手脑协调动作差,表现对数字划记速度减慢,出现错误较多=========================================================================================================================================================================================================(未完待续……)