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電磁波
說(shuō)起電磁波，大家可能會(huì )感到一些陌生。其實(shí)，我們生活中常見(jiàn)的手機、廣播、藍牙、導航、X光機、紅外體溫計、射電望遠鏡等都是利用了電磁波技術(shù)。
電磁波是電磁場(chǎng)的一種運動(dòng)形態(tài)。它其實(shí)是一種由電場(chǎng)與磁場(chǎng)在空間中相互震蕩而產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)，是以波動(dòng)的形式傳播的電磁場(chǎng)。其中電場(chǎng)與磁場(chǎng)相互垂直，而電磁波的傳播方向垂直于電場(chǎng)與磁場(chǎng)組成的平面。
電磁波傳播示意圖
電磁波首先由詹姆斯·麥克斯韋于1865年預測出來(lái)，而后由德國物理學(xué)家海因里希·赫茲于1887年至1888年間在實(shí)驗中證實(shí)存在。麥克斯韋推導出電磁波方程，一種波動(dòng)方程，這清楚地顯示出電場(chǎng)和磁場(chǎng)的波動(dòng)本質(zhì)。因為電磁波方程預測的電磁波速度與光速的測量值相等，麥克斯韋推論光波也是電磁波。
通常意義上所指有電磁輻射特性的電磁波是指無(wú)線(xiàn)電波、微波、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)。而X射線(xiàn)及γ射線(xiàn)通常被認為是放射性的輻射。
電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度為c=3.0x10^8m/s，是宇宙中最快的速度。
同頻率的電磁波，在不同介質(zhì)中的速度不同。不同頻率的電磁波，在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率越大折射率越大，速度越小。且電磁波只有在同種均勻介質(zhì)中才能沿直線(xiàn)傳播，若同一種介質(zhì)是不均勻的，電磁波在其中的折射率是不一樣的，在這樣的介質(zhì)中是沿曲線(xiàn)傳播的。通過(guò)不同介質(zhì)時(shí)，會(huì )發(fā)生折射、反射、繞射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面傳播的地面波，還有從空中傳播的空中波以及天波。波長(cháng)越長(cháng)其衰減也越少，電磁波的波長(cháng)越長(cháng)也越容易繞過(guò)障礙物繼續傳播。機械波與電磁波都能發(fā)生折射、反射、衍射、干涉，因為所有的波都具有波粒兩象性。折射、反射屬于粒子性；衍射、干涉為波動(dòng)性。
電磁波具有波粒二象性，也就是說(shuō)電磁波具有波的波動(dòng)性和粒子的粒子性，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是電磁波沿著(zhù)空間以一定能量進(jìn)行傳播。在真空或者理想絕緣介質(zhì)內傳播時(shí)，因能量不會(huì )衰減，導致電磁波可以無(wú)衰減的傳播。但是當電磁波在導體中傳播時(shí)，因導體內存在自由電子，自由電子在電磁波電場(chǎng)的作用下發(fā)生運動(dòng)形成電流，產(chǎn)生焦耳熱，導致電磁波能量被消耗，從電磁波的傳播被衰減。
刷題鞏固
（2021黑龍江）下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（ ）
A.地震波是一種電磁波
B.電磁波可以在真空中傳播
C.在導體中傳播的電磁能量不衰減
D.同一頻率的電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度相同
【解析】B。本題考查科技常識。
A項錯誤，地震波是地下巖石受強烈沖擊產(chǎn)生彈性振動(dòng)而形成的彈性波，屬于物理學(xué)中的機械波；電磁波源于電場(chǎng)與磁場(chǎng)的相互轉換并向遠方傳播，地震波不屬于電磁波。
B項正確，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，電磁波在真空中的傳播速度約為3x10^8m/s。
C項錯誤，電磁波進(jìn)入導體后必將引起傳導電流，電場(chǎng)對傳導電流做功使得電磁波能量轉化為焦耳熱，故在導體中傳播電磁波能量會(huì )衰減。
D項錯誤，電磁波在各種介質(zhì)中的傳播速度不一樣。電磁波在各種介質(zhì)中的傳播速度可由v=c/n來(lái)計算，其中c是真空中的光速，n是介質(zhì)的折射率。在光密介質(zhì)中的速度會(huì )小些，真空中的速度最大。
故正確答案為B。
