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责任编辑:刘昆山

  晴日仰望,是一望无际的天空。不过,人们用“空”来描述“天”,实在是一种误会,因为天并不空。在我们生存的空间,无处不隐匿着形形色色的电磁波:激雷闪电的云层在发射电磁波;无数的地外星体也辐射着电磁波;世界各地的广播电台和通信、导航设备发出的信号在乘着电磁波飞驰;更不用说还有人们有意和无意制造出来的各种干扰电磁波……这些电磁波熙熙攘攘充满空间,实在是热闹非凡。如果说人们是生活在电磁波的海洋之中,那是毫不夸张的。正因为这样,为了利用电磁波,人们不得不制定出各种“规则”,对电磁波加以管理,把无线电频谱进行科学的、细致的划分,就象在马路上划分出快车道、慢车道和人行道一样,使不同业务所发射的电波不致混淆。如果没有良好的“空中秩序”,不知道要发生多少“交通事故”呢!

  在既往的几千年中,人们一直都没能“看见”电磁波。麦克斯韦写了电磁波历史的第一页。他不仅断定电磁波的存在,而且推导出电磁波有和光速一样的传播速度,揭示了光与电磁现象的本质的统一性。人们在“造出”了电磁波,从而“看到”了电磁波,并且发明了发射和接收电磁波的装置以后,便驾驭它发展了无线电通信技术。神秘的电磁波从此给人类社会带来了难以预想的迅速而又巨大的变化。今天,电磁波把人们的“视线”深入到小于厘米的基本粒子,扩展到200亿光年的大尺度的宇宙。它帮助人们增进对环境和自身的认识,缩短相互之间的距离,揭示千古之谜,探索未来秘密,改造生存条件,走向太空领域、、、、、、人类文明的每一步前进,都伴随着电磁波的倩影。

  那么,电磁波到底是个什么样的东西,竟有如此之大的威力呢?

  理论分析和实验研究都已表明,电磁波是在空间传播的交变电磁场,或者说,电磁波就是电和磁交变的振动和能量的传播形式。它占据空间,具有能量、动量、质量。电磁波和水波、声波、力学波相象,所不同的是,电磁波不象水波那样能看得见,不向声波那样能听得到,不象力学那样能感觉出来。正是电磁波的特殊“性格”,才给它蒙上了一层神秘的“面纱”,使人感到奥妙莫测。

  电磁波的“个性”可以归纳为以下三点:

  (1)电磁波是高速运动着的物质,是物质世界的“长跑”冠军,它在真空中的传播速度每秒30万公里(米/秒)。电磁波一秒钟能绕地球7圈半,眨眼功夫,可以到月球上转个弯。

  (2)电磁波没有静止的质点,是一个看不见、摸不着、嗅不到的“隐身人”。

  (3)同一空间可以有无限多的电磁波同时存在,它“宽宏大度”而绝不“排斥异已”。

  无线电波是频率较低的一种电磁波;光,是频率较商的一种电磁波。它们同是一性质的物质。

  要产生电磁波,必须有一个波源,由波源提供能量,在媒质中进行传播。实际上,只要有频率很高的电流流过导线,导线周围就产生变化的电场,同时在其附近还要产生一个变化的磁场;这个变化的磁场,又同时在其附近产生一个变化的电场;新产生的这个变化的电场,同时在附近产生变化的磁场……这样就形成一个辐射的电磁场四外传播开去。这种情况很象水的波纹一样,但是这种波是由电场和磁场构成的:交变电场产生交变磁场,交变磁场产生交变电场,二者同时存在,不可分割,所以这种波叫电磁波。在无限大的空间,电场、磁场和电磁波传播方向,三者是互相垂直的。

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