電 磁 波

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電磁波

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電磁波最早由詹姆斯 馬克士威於 1865 年所預測,而後由德國物理學家海因里希 赫茲於1887年至1888年間在實驗中證實,馬克士威波動方程式

式中的μ0分別為真空磁導率和真空電容率,傳播速度為為常數也就是光速,電場和磁場其中說明了電磁波是由相互垂直震盪的電場和磁場所構成的,彼此之間關係 

其傳播方向垂直於電場與磁場構成的平面 (影片模擬 ),

 

其傳播並不依靠介質,同時電磁波帶有動量和能量,Poynting 向量S給定能量通量密度 

然而電磁波同時具有粒子性,它是由離散分佈的能量包所構成的,這能量包正比於頻率,稱之為光子,能量可寫為 

其中 h 為普朗克常數,一般而言頻率越高的光粒子性會越明顯。

依照頻率分類,從低頻率到高頻率,分別為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外光、X-射線和伽馬射線等等。

人眼所能收到的電磁波其波長大約在380至780奈米之間,稱為可見光,占整個電磁頻譜很小之區域(影片),在此影片中以戲劇化的方式呈現可見光所占之頻譜有多小。

圖摘自維基百科

對於這些不同波段的電磁波,從學術研究,工程應用,醫學,到日常生活應用都有著極為廣泛的應用,例如常見於電視遙控器,或Will 的感應器,夜間攝影機,所用到的波段為紅外線,另外如驗鈔燈,烘碗器或牙醫器具之消毒燈等,用的是紫外線,更多的相關應用可參考一些相關連結

 

相關連結


1.維基百科:電磁波詹姆斯 馬克士威海音里希 赫茲頻譜紅外線紫外光電磁波譜

2.師大物理教學示範實驗室:模擬影片