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电磁波

1865
  • James Clerk Maxwell (prediction)
  • Heinrich Hertz (demonstration)
利用示波器和方程式演示电磁波的实验室实验。.

(图片仅供参考)

电磁波是电磁场的扰动,它在空间中传播并携带能量。它们由加速运动的电荷产生,由同步的、相互垂直的电场和磁场振荡组成。在真空中,它们以光速传播。电磁波谱包括无线电波、微波、红外线、可见光等。 紫外线X射线和伽马射线。

电磁波的存在是麦克斯韦方程组的直接理论推论。通过对无电荷或电流的空间区域进行方程推导,可以得到电场和磁场的波动方程。对于电场,该方程为 [latex]nabla^2 mathbf{E} = mu_0 varepsilon_0 frac{partial^2 mathbf{E}}{partial t^2}[/latex]。这是波动方程的标准数学形式,其中传播速度由 [latex]v = 1/sqrt{mu_0 varepsilon_0}[/latex] 给出。利用实验测定的真空磁导率(μ₀)和介电常数(ε₀),计算得出该速度为已知的光速c。

This theoretical unification was a monumental achievement, proving that light is an electromagnetic phenomenon. These waves are transverse, meaning the electric and magnetic field oscillations are perpendicular to each other and also perpendicular to the direction of energy propagation. The experimental confirmation came in the 1880s when Heinrich Hertz generated and detected radio waves in his laboratory, verifying Maxwell’s prediction and paving the way for radio communication and all subsequent wireless 技术.

UNESCO Nomenclature: 2205
- 电与磁

类型

物理现象

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • 麦克斯韦方程组
  • 光的波动理论(惠更斯、杨、菲涅尔)
  • 法拉第和安培的电磁实验
  • 斐索和傅科对光速的精确测量

应用程序

  • 所有形式的无线通信
  • 医学成像 (x-rays)
  • 加热(微波炉)
  • 遥感和天文学
  • 视觉和光学
  • 光谱学
  • 雷达

专利:

NA

潜在创新理念

  • 用于航天器推进的太阳帆
  • 用于高速无线数据传输的 li-fi(光保真度)
  • 非电离辐射用于农业害虫防治
  • 由环境电磁波供电的无线健康监测传感器
  • em-based 脑机接口
  • 定向能武器
  • 利用微波共振生成大气水
  • 基于电磁波的地震前兆探测系统
  • 利用超材料弯曲电磁波的隐形技术
  • 基于电磁的食品灭菌和保鲜
相关术语:电磁波、电磁辐射、光速、麦克斯韦方程组、赫兹、光谱、光、无线电波、横波、光子。

历史背景

电磁波

1859
1860
1861
1865
1869
1871
1876
1854
1859
1861
1865
1868
1870
1873
1877

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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