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電場和電磁波是什麼關係?人們是怎樣透過電磁波傳遞訊號的?
由 李論科學 發表于 旅遊2021-06-11
簡介我們耳朵聽到的聲音是來源於空氣的波動:突然的運動導致壓力的變化並以波的形式傳遞出去當它傳到我們耳朵時,會導致耳膜的震動,引起一系列生理學效應並被我們大腦識別為聲音
廣播電視塔用什麼傳遞訊號
電場和引力場看起來似乎是哲學家們憑空想出來的,但實際上它不僅會透過波的形式產生引力和磁力還有很多其他的效能。
波可以傳遞能量
波傳遞能量
在安靜的池塘水面上,左右攪動木棍就會產生波紋。木棍的攪動干擾了水分子,接著與周圍的另一個水分子碰撞並迅速提升到水平面以上,然後在重力作用下回落,接著依次推動附近的水分子一個高低起伏的波動序列就在水面漸漸彌散開來並且逐漸減弱。遠處水面上漂浮的軟木塞也會受到水波的作用開始盪漾起來。
水波就將能量從木棍傳遞到了木塞上。
更生動的例子是當地殼內的不穩定岩石突然移位並且受重力影響而下落壓力波就在地球上傳播開來,此時地震檢測儀的指標就開晃動,記錄下發生的事即稱為“地震”。我們耳朵聽到的聲音是來源於空氣的波動:突然的運動導致壓力的變化並以波的形式傳遞出去當它傳到我們耳朵時,會導致耳膜的震動,引起一系列生理學效應並被我們大腦識別為聲音。
在以上的例子中,都存在一個明確的媒介,它能夠壓縮和釋放並恢復原樣,從而創造出波。而論及電磁波時,存在諸多相似之處,當然也有很多巨大差異。
場形成波
如果有一個靜止的電荷,其周圍必然圍繞著電場。當它被加速或者擾動時,就會放出“電磁波”。當電磁波到達遠處的電荷時,會導致其運動。和水波、聲波的情形一樣,電磁波將能量從發射源傳遞到了接收者。收音機就是一個熟悉的例子,發射塔將電荷擺動,從而產生電磁波,其將能量傳遞給你收音機天線內的電荷。
談了這麼多相似之處,現在說一個巨大的差異。水波的傳遞速度由相鄰的波峰和波谷之間的距離決定,即波長決定;而截然不同的,電磁波總是按光速傳播。這個結論適用於任何情況,無論波源相對於你正向或逆向傳播。這聽起來似乎有點荒謬,這種奇異現象幫助愛因斯坦提出了一種時空理論,即狹義相對論。
光本質是一種電磁輻射,就像無線電波、微波以及X射線一樣。電場和磁場佈滿空間,當被激發時就會產生電磁波。雖然我們還沒有完全說清電磁波是如何震盪的,但是電磁波的概念早已被證實。引力場也能產生引力波,至少理論上是這樣的。
那麼,引力波“儲存”在哪兒呢?理論上認為,它自發地在時空中震盪。那麼引力波本身又為何物?當其他一切物質都消失時,它還會存在麼?歡迎評論!