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詹姆斯?克拉克?麦克斯韦(1831-1879),是继法拉第之后,集电磁学大成的伟大科学家。麦克斯韦在前人成就的基础上,对整个电磁现象作了系统、全面的研究。麦克斯韦预言了电磁波的存在,并计算出了电磁波的传播速度等同于光速。同时得出结论:光是电磁波的一种形式。揭示了光现象和电磁现象之间的联系。
赫兹(1857-1894),德国物理学家。赫兹认为麦克斯韦的“光是电磁波”的理论推测是正确的,为此他进行了无数次实验。1888年,赫兹的实验终于成功了,这不但验证了麦克斯韦“光是电磁波”的理论,也为无线电通信创造条件。他还从电磁波传播规律,确定电磁波和光波一样,具有反射、折射和偏振性质。
伽利尔摩?马可尼(1874-1937),意大利电气工程师和发明家。马可尼认真地钻研了麦克斯韦和赫兹的学说,很快就想到可以利用这种波向远距离发送信号而又不需要线路,这就使无线通信有了可能。例如利用这种手段可以把信息传送到海上航行的船只。经过多次实验失败后,于1899年,他发送的无线电信号穿过了英吉利海峡。1901年,又成功穿越大西洋。声音的无线电传播在1915年也得以实现,商业无线电广播在20世纪30年代初期开始,但是它普及的意义价值则在随后迅速地增长。
答:
【1】光是一种电磁波。光具有波粒二象性。不同波长的光具有不同的波长和频率、不同的能量(光能).
【2】按照不同波长范围,可以分为不同的光谱区。主要的有紫外光谱区、可见光谱区、红外光谱区。
光的本质是电磁波。无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波,只不过波长有所不同。在可见光中,红光波长最长,蓝光波长最短。而波长较短的光由于有较高的频率,其光子能量较高,因为光子能量与频率成正比。按照物理学中的维恩位移定律,发光体的温度越高,其光强最大值处所在的波长就越短。因此,恒星所呈现出的不同颜色,代表了它们表面所处的不同温度。例如,蓝色的星温度较高,大约在10000K左右;红色的星温度较低,大约在3000K左右;黄色的星温度居中,大约在6000K左右。我们的太阳就属于后者。
在物理学教科书里说的很明确:“光”就是“电磁波”。笔者因为接受了这种观点,长期以来一直也是以为光就是电磁波。其实不然。下面就跟着我一起来看看吧。
“光”与“电磁波”是什么关系
1、“光”与“电磁波”指的是不同的物理现象。应该纠正“光是波”的错误传统观念,认清“光”与“电磁波”之间在本质上是不同的。
2、电磁波与所有其他形式的波在本质上是一致的,都是其“介质的振动”。因为电磁波的介质是不可见的场,所以电磁波也是不可见的。
3、“光”的正确定义应该是:“电磁波”中特定(可视)区的波作用在物体上所产生出来的一个可视(光学)结果或效果。就像“力”是两个物体之间的相互作用结果的道理一样。如果没有这种作用的话,即使有电磁波存在,也不会有光出现或存在。
4、为了明确“光”与“电磁波”的不同,建议今后把“光”与“光波”这两个概念严格区分使用。用“光波”来表示可以产生出可视效果的电磁波。例如,在黑暗的太空中充满了来自太阳的“光波”,而不是来自太阳的“光”。把“光作用于xxx”的说法改成“光波作用于xxx”。“光”是可视的,但“光波”是不可视的。不能说“光是波”,而要说“光波是波,光波是电磁波”。如果需要把“光波”简称为“光”时,必须注明。例如“光电效应”中的“光”字代表的应该是“光波”而不是“光”。
5、从“光”是“光波(或电磁波)”对物体作用的结果这个结论上可以看出,“光”是不可能独立存在的。而“光子理论”则是把光作为独立粒子对待的。这就说明“光子”理论是错误的。如果独立的“光子”粒子存在的话,太空的夜晚也应该是明亮的。但事实却并非如此。
光波与电磁波的区别
当今物理界都说光波是电磁波,电磁力是由光子来传递的,这是真的吗?其实这是不正确的,因为光波根本就不是电磁波。
光波是由固定的三个中微子的波动组合而成的(详情请参阅本人拙作《光子的波粒二重性》),所以它的质量、能量是一定的,是一份一份的,是量子化的。而电磁波是由电流引发的中微子(中子的微子)场振荡,就像水波一样,它的能量不是量子化的,是连续性的,可以具有任意大小的值。可见光波与电磁波有着本质的区别。
顺便说一下光子也不是电磁力的传播粒子,中微子才是电磁力的传播粒子,
电磁波与无线电波
频率在数百千赫兹到数百兆赫兹之间的电磁波叫做无线电波,它包括短波、中波、长波、微波,无线电波也仅仅是电磁波的一部分,但电磁波不仅仅只有无线电波,仅仅只有频率相对较低的一部分电磁波才叫无线电波。
无线电波广泛地应用于无线电通讯、广播、电视等方面,无线电波的发射和接受通过天线实现,其传播分为三种途径:
地波 沿地球表面空间传播的无线电波叫做地波。由于地面上有高低不平的山坡和房屋等障碍物,只有能绕过这些障碍物的无线电波,才能被各处的接收机收到。当波长大于或相当于障碍物的尺寸时,就可以绕过障碍物到达它们的后面。地面上的障碍物尺寸一般不大,长波可以相当容易地绕过它们,中波和中短波也能较好地绕过去,短波和微波由于波长较短,很难绕过它们。由于地球是一个大导体,地球表面会因地波的传播引起感应电流,因此地波在传播过程中要损失能量,频率越高损失的能量也越多,所以地波主要适用于长波、中波和中短波。
天波 依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波。地面上空的气体分子由于受到太阳的照射而发生电离,大气中一部分中性的气体分子分解为带正电的离子和自由电子,该层大气就是电离层。电离层对于不同波长的电磁波的反射和吸收表现不同的特性,波长越长,吸收越强反射越弱,因此短波最适宜以天波的形式传播。
微波 微波是由于频率高、波长短,它既不能以地波的形式传播,又不能依靠天波的形式传播,和光一样,沿直线传播。由于地球表面是球形的,微波沿直线传播的距离不大,一般只有几十千米。在进行远距离通信时,要有中继站。由某地发射出去的微波,被中继站接收,并加以放大、处理,再传向下一站,像接力赛那样,一站传一站,经过很多中继站可以把电信号传到远方。
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光很早就和人类的生活息息相关了。牛顿使用三棱镜把日光分成了彩色光带。牛顿认为光是微粒构成的。而电磁现象也早已被人类发现和使用了,直到法拉第和麦克斯韦系统的研究了电磁现象。电磁感应逐步被广泛使用。正是因为麦克斯韦的电磁理论。使后来的科学家相信光和电磁现象是一回事。这才有了光的波动论。并被光的双缝实验谬证。
其实,这里有一个很大的误解,没有很好的把光和电磁波区分开来。引起后来的波粒二象性等一系列的错误理论。只有爱因斯坦在光电效应的解读时,给予了光量子的粒子性的正确解读。
而把光和电磁感应产生的电磁波混为一谈的一系列推论都错了。
光是微观粒子,而电磁波是宏观交变电场的震荡。两者不可同日而语。产生电磁波的交变电场也可伴发或不伴发不可见光的产生。但是,光电效应和电磁效应是不同的物理现象。不能等而视之。
光可以传播很遥远,电磁波传播距离很有限。它们的很多物理特性都是不同的!
经典物理中,麦克斯韦把光被看成是一种电磁波,没有任何粒子的特性;而对于实物粒子(如电子、中子、质子等),则被纯粹地认为是一种粒子,用于构成更复杂的物质结构,进而构成宏观实体,没有任何波的特性。
光的本质就是可见光频率的光子流,在真空中以光速C传播,与其他微观粒子一样具有波粒二象性。从这个意义上讲,光是一种概率波。当光的粒子数密度极高,且探测仪器分辨本领远低于一个光子的能量时,则可以看做是经典电磁波,其传播遵循 Maxwell 方程组。
扩展资料
光同时具备以下四个重要特征:
1、在几何光学中,光以直线传播。笔直的光柱和太阳光线都说明了这一点。
2、在波动光学中,光以波的形式传播。光就像水面上的水波一样,不同波长的光呈现不同的颜色。
3、光速极快。在真空中为299792458≈3×10?m/s,在空气中的速度要慢些。在折射率更大的介质中,譬如在水中或玻璃中,传播速度还要慢些。
4、在量子光学中,光的能量是量子化的,构成光的量子(基本微粒),我们称其为光量子,简称光子,因此能引起胶片感光乳剂等物质的化学变化。
参考资料来源:百度百科-光
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