電磁波怎樣產生?為何和光速一樣快?原來光只是個特例

2020-12-20 劉同學的科學戰記

很久以前,科學家便發明了被稱為「捕夢網」的技術裝置,這種裝置會發出電磁波,滲透到地面下的冰層中,而電極作為天線,被動地獲得電磁波發射的電磁設備。

與此同時,來自康奈爾大學的研究人員表示,外國人可以通過電磁波以1420mhz的頻率接觸我們。另一位科學家發現了如何使科學識別電磁波,並改變它來識別引力波。

根據電磁波傳播的概念,當電磁運動遇到障礙物時,當障礙物的物理大小與電磁運動的物理大小相似時,這種電磁運動將以衍射的形式避免這種阻礙。同樣地,如果障礙物的個體大小遠遠大於電磁運動的距離,則電磁運動可以在障礙物的邊緣發生折射,也可以直接穿透障礙物。

在任何情況下,由於障礙物的存在,例如車輛,這些電磁波的力都會受到影響。

天線,像無線電天線一樣,將收集和發送電磁波。類似地,電漿子天線可以接收電磁波並將其發射出去,但是是以光的頻率。同樣與天線有關的是,等離子體納米結構附近傳輸的電磁運動的方向性可以被控制。與普通天線不同的是,等離子體天線也可以保持附近分子的流動。將硬幣與9伏電池的兩個端子接觸就會產生電磁波,通過將接收器的天線(調到產生靜電的地方)置於接觸點幾英寸內就可以觀察到電磁波。

另外,「電磁運動」這一術語傾向於認為是手機發射的電磁波,但電磁波實際上是由能量和吸引力產生的波。電磁波通常發生在能量流動或無線電波傳播的地方。麥克斯韋方程組清楚地揭示了電磁波的產生,1861年公布的麥克斯韋方程,成為電磁學最基本的力。

這些方程並不簡單,因為它們與真實世界有關。電磁波可以用一種方式應用,我們可以讓電磁波相互作用,電磁波是由振蕩的電和磁區域產生的,電磁波的距離和頻率不同於長波和短波。

光也並不是電磁運動的唯一實例。不同的電磁波,包括你吃飯時必須打開食物的微波,以及那些通過無線電臺傳播的無線電波。電磁波可以由加速電荷產生,來回移動的電荷會產生振蕩的電場和磁場,這些電場和磁場以光速運動。實際上,把這個速率稱為電磁波的速度可能更準確,因為光只是電磁波運動的一個例子。

相關焦點

  • 深度解析光速為何不變,為何不可超越
    光速為什麼會有如此多的人總想通過各種辦法超光速呢?因為很多人根本就不理解光速,也不理解為何光速不可超越。相對論各種效應公式光速是個常數也許有人會說,麥克斯韋老先生早就知道了光速是常數,還計算出來了光速的具體數值。這個說法雖然沒錯,但是邏輯卻有問題。
  • 波的科普 1-機械波與電磁波
    《波的科普》系列文章之(一)促使我(原作者)寫這組文章的原因有三個:一、女法醫王雪梅在馬躍案中有一段笑話,「手機……突然接收了一個來自巨大網絡空間的異常信號,導致他的身體周圍突發電磁巨變……這個電磁巨變恰巧超越了……安全設施的最大防護能力」;二、防輻射服顯然是商業騙局,不過打假者方舟子依然在深圳敗訴
  • 原來光也有節日!那麼電的速度到底有多快?
    原來光也有節日!那麼電的速度到底有多快?在這個「國際光日」,我們必須來說說電的傳播速度有多快要弄懂這個問題,首先要知道電流是怎樣形成的。金屬導線中一般都有大量的自由電子,在電路未接通以前,導線內並無電場,自由電子只做無規則的熱運動而沒有定向運動,當然導線中也沒有電流。
  • 電源接通,瞬間來電,那電的傳播速度和光速一樣嗎?
    電有很多形式,你可以把電理解為具體的電子,也可以理解為電荷之間的電磁排斥或者吸引力,也可以理解成電子移動產生的場。這個斥力和吸引力都是電磁力,而吸引和排斥都可以計算加速度,這樣就可以計算帶電粒子在某一時刻的具體速度。當帶電粒子通過電磁力吸引或排斥時,我們可以按照牛頓公式以「 a = F / m」,計算其加速度。其中「 a」是加速度,「 F」是力,力可以通過上圖公式計算,「 m」是該帶電粒子的質量。
  • 為什麼電波的速度跟光的速度一樣?
    赫茲測定出電磁波波速等於光速。那麼,為什麼電磁波的速度跟光速一樣呢?住在上海的小朋友,當他打開收音機,聽到中央人民廣播電臺廣播「……剛才最後一響,是北京時間9點正」的時候,看看桌上的鐘,剛好也正指著9點。他想:北京到上海,乘飛機也得一個多鐘頭,怎麼北京9點的廣播,在上海9點鐘也聽到了呢?
  • 什麼是電磁波?我們如何預防輻射?輻射科普知識
    我們解釋一下這句什麼意思:任何有溫度的物體,都會輻射出一定頻率的電磁波,只要溫度在絕對溫度零度以上,都以電磁波和粒子的形式時刻不停地向外傳送熱量,這種傳送能量的方式被稱為輻射。電磁輻射:我們生活當中遇到最多的就是電磁輻射,正如我們生活在空氣中一樣。
  • 「光速」什麼概念?孫大聖的筋鬥雲也不過如此吧
    這其中的原因也不難理解,那就是因為光的速度比聲音的速度快多了。從地球到月球的距離約為38萬公裡,光打個來回也僅僅需要兩秒多(事實上,地球和月球之間的準確距離就是計算雷射來回所花費時間得到的)。而人類在1969年第一次登上月球,花費了三天多的時間才到達月球,由此可見光速有多快。光速是目前人類已知速度的上限,沒有什麼東西能運動的比光速還快。既然光速這麼快,那科學家們是如何知道光速的準確數值的呢?
  • 光和WiFi信號都是電磁波,光可以用凸透鏡聚焦,WIFI信號可以嗎?
    光是一種電磁波這個概念很多人應該都知道,我們平時說的光其實指的就是某一段特殊的電磁波,由於我們眼睛中的視錐細胞只能感受到這一段頻率的電磁波,因此,這部分電磁波能夠被我們的人眼所見到,於是我們稱之為「可見光」,而人類所看見的光僅僅只是電磁波中的一小部分。
  • 光有速度嗎?在過去,人們通常假設光速是無限的
    光是一種電磁波,這個幾乎大家都知道。在我們日常生活或者文學中,光還意味著光明,也就是說,光是可以看見的,是明亮的,即在日常生活中我們認為的光就是可見光。 如果沒有光,就沒有白天而只有黑夜,很多植物將無法生存,無法進行光合作用產生氧氣,而有氧呼吸的動物便不會出現,人類也就不會在地球上誕生。如果沒有光,整個世界都將變得極度寒冷,沒有一絲溫暖。
  • 怎樣理解光子中微子伽馬射線X射線電磁波引力波這些不是一碼事
    而x射線、伽馬射線屬於電磁波的某些頻段輻射。電磁波是我們宇宙最廣泛存在的一種輻射波,是以波動的形式傳播的電磁場,具有波粒二象性。頻率是電磁波的重要特性,按照頻率順序把這些電磁波排列起來就是電磁波譜。而題目所說的x射線、伽馬射線只是電磁波譜中的一小段。此外,無線電波、微波、紅外線、紫外線都是電磁波譜中不同頻率的幅射波。以上這些頻率的電磁波不被人的眼睛所見。
  • 科普知識:探索宇宙暗物質與電磁波理論
    宇宙時空起源完美的球形光磁能量體的膨脹,然後通過意識構建起宇宙時空。如上的這一電磁波理論只是有形理論,我們能看得見摸得著。那麼暗物質暗能量是否與這一理論一致呢?按道理應該是一致的,只是現在無法觀測到,無法證實。宇宙中有大約三分之一是暗物質。
  • 什麼是光? 光是從哪裡來的?
    光子是基本粒子,沒有嚴格的大小,也不能分裂,只能產生和消亡。光也有「波粒二象性」,也就是,在某種意義上,既是粒子又是波,雖然這並不是真的。     另外,當我們說「光」的時候,一般都是指「可見光」,其實可見光只佔有整個電磁頻譜的極小部分,只是電磁輻射的少數典型。不同的電磁輻射擁有,十分不同的波長和頻率。伽馬射線的波長最短,因為其光子的能量 。
  • 為何光速是30萬公裡每秒?是什麼限制了光速?
    大家都知道,光線是現在宇宙所有物質中,在真空中傳播速度最快的(排除量子糾纏和宇宙膨脹現象,因為它們都不能傳遞信息),這個速度值為299792458米每秒,為了便於記憶和計算的方便,人們通常將光速近似看作30萬公裡每秒。
  • 1g的重力加速度持續加速,一年後就是光速,真的只是巧合嗎?
    看到有網友提出了一個問題,以1個g的加速度持續不斷的加速一年,剛好約等於光速!而且地球環繞太陽也是萬有引力的結果,似乎光速和引力之間存在某種特殊的聯繫,是不是發現了引力的秘密就能超越光速了?
  • 光電導天線產生太赫茲波的微觀機制理論分析和計算
    太赫茲波是指波長範圍為3μm~3mm(011~10THz)之間的電磁輻射,其波段位於微波和紅外光之間。隨著超快雷射技術和低尺度半導體技術的發展,使THz電磁波的產生技術,THz輻射機理的研究,THz檢測技術和應用技術得到迅速的發展。目前,產生脈衝THz輻射的方法主要有兩種:光電導天線產生THz電磁波和光整流產生THz。
  • 為什麼光的傳播不需要介質?
    光如何產生?光與聲音不同,前者的傳播無需介質,可以在真空中傳播。從本質上來說,光也是波,它們統稱為電磁波。那麼,電磁波是怎麼產生的呢?光的產生與電子運動有關。當原子核周圍的電子吸收能量時,它們會躍遷到不穩定的更高能級,然後又會輻射出電磁波,從而躍遷回更低能級,達到穩定的狀態。
  • 光的傳播速度那麼快,它的動力源是什麼?
    光的傳播速度那麼快,它的動力源是什麼?既然問到了這個問題,前提得需要知道光是什麼?光是一種電磁波,這是從波動性來看它的,如果從粒子性來看它的話,光是由光子組成的。但是無論從哪個角度看,光的傳播速度都只能是光速,且無需加速過程,出生就是光速。如果問,為什麼可以這麼去保證它,沒辦法,這是理論要求的。
  • 光有顏色嗎?其實世界本無顏色,顏色只是我們自己大腦產生的幻覺
    三稜鏡分解出的光光在真空中傳播不僅速度是最快,而且路線也是直的,但是進入到介質以後,光就會發生偏折,也就是我們所說的折射。光的顏色是由光的頻率(波長)決定的,這些複合光中各單色光的頻率不一樣,因此它們具有不一樣的顏色,當他們混合一起的時候,就顯示為白色。頻率最小的是紅色光,頻率最大的則是紫色光,但是它們在真空中的傳播速度都一樣,均為光速u。從波長與波速的公式λ=uT(u為波速、T為周期),以及頻率與周期公式T=1/f可知,頻率越高,則波長越短。
  • 這就是光穿過介質折射和降速的原因,但光子的特性卻不發生改變
    我們都知道光速在真空中是C,我們也知道光在穿過介質時會發生折射,光速會發生改變。那麼我的問題是:光線的折射機理是什麼?光速為什麼會發生改變?光子在這個過程中發生什麼變化?光子的速度和能量也降低了嗎?我們今天就聊下這個問題!
  • 是誰把光速限定在每秒30萬公裡這個框框內的,今後還有變化嗎?
    網絡上常常出現一些這樣的問題,為什麼光速是一個整數呢?是什麼人把光速限定在這樣一個範圍呢?諸如此類的問題時空通訊過去多有闡述,但還有不少人有這些疑惑。最近就有位網友提出:光速為何被限定為30萬公裡每秒?好像光速是人為確定下來的,要它多快就是多快似的。