电磁波是怎样产生的呢
随时间变化的电场能产生磁场吗?电磁波是如何产生的,光速又是如何推导出来的?8月26日12时,《张朝阳的物理课》第八十期开播,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间,先带着网友复习了法拉第电磁感应定律,指出变化的磁场会产生电场。
随后他开始研究变化的电场,利用一个给电容器充电的电路,展现出传统安培环路定理中截面选取的矛盾,之后考虑了变化电场的影响以解决矛盾,同时得到安培麦克斯韦定律,该定律说明随时间变化的电场会产生磁场,并结合前面关于法拉第电磁感应定律的结论,定性解释了电磁波的产生。最后联立麦克斯韦方程组导出了真空波动方程以及电磁波的传播速度。
在上节课中,张朝阳讲解了导线切割磁感线时,洛伦兹力导致的动生电动势等于磁通量的变化率,但导线中没有电场。磁通量的改变除了转动线圈使得有效面积改变之外,还可线圈不动,改变磁感应强度来改变磁通量。实验表明,线圈不动改变磁感应强度B也可以产生电动势,称为感生电动势,并且感生电动势与磁通量的关系也满足动生电动势的公式,电动势与磁通量的关系称为法拉第电磁感应定律,它表明随时间变化的磁场会产生电场。
介绍完了磁场随时间变化的情况,张朝阳开始考虑电场随时间变化的情况。考虑一个给平板电容器充电的电路,调节充电电源的电动势以保证导线中的电流恒定,由于电流不随时间变化,所以可以使用安培环路定理,选择环路对应的截面为导线穿过的截面,那么导线附近的磁场环路积分正比于电流。但如果选择的截面从电容两平板之间的缝隙绕过,并没有接触任何导线,那么如果使用传统的安培环路定理,将得到磁场为零的矛盾结果。
与先前无矛盾的情况相比,在于这时不是静态有电荷积累,利用电荷守恒与无限大平板的电场公式,可以发现电场随时间的变化率正比于导线电流,这说明虽然此时可用电场随时间的变化率来取代原来电流密度的地位,得到原来安培环路定理的形式。对于一般的情况,如果截面内既有电流密度,又有电场随时间的变化,那么截面的积分需要将它们都考虑进了,这就是安培麦克斯韦定律。
法拉第电磁感应定律说明随时间变化的磁场会产生电磁,而安培麦克斯韦定律则表明随时间变化的电场会产生磁场,于是变化的电场会产生磁场,新产生的变化的磁场又会产生电场,如此反复形成电磁波。联立麦克斯韦方程还能导出真空中的波动方程与等于光速的传播速度,这也验证了光就是电磁波的说法。
截至目前,《张朝阳的物理课》已直播八十期,内容丰富、覆盖广泛,理论公式由浅入深、繁简交融。从去年11月开启第一节物理直播课,他先是从经典物理学开始,科普了牛顿运动定律等;而后从经典物理的“两朵乌云”说起,向近现代物理过渡,探讨了黑体辐射理论中的维恩公式、普朗克公式等知识。
此后逐步进入量子力学领域,从基础的薛定谔方程等理论内容,到氢原子波函数,再到气体定容比热的温度阶梯,并顺势讲解了热力学定律。接着回到了经典物理,推导出飞船运行轨迹,估算太阳的结构与性质以及中子星的自转速度,随后讲解了陀螺的进动,还计算出月球的潮汐高度。而现在开始讲解一些数学工具,准备进军广义相对论。
《张朝阳的物理课》的直播风格独树一帜:注重推导,通过一步一步详尽的数学计算,推导出相关的物理公式,把每个公式从头到尾拆解得十分清晰。
据了解,《张朝阳的物理课》于每周周五、周日中午12时在搜狐视频直播,网友可以在搜狐视频“关注流”中搜索“张朝阳”,观看直播及往期完整视频回放;关注“张朝阳的物理课”账号,查看课程中的“知识点”短视频;此外,还可以在搜狐新闻APP的“搜狐科技”账号上,阅览每期物理课程的详细文章。
除了《张朝阳的物理课》外,在直播方面,搜狐视频正持续打造知识直播平台,邀请各个科学领域的头部播主入驻,进行科普知识直播。包括中国运载火箭技术研究院专家钱航,直播讲述航空航天事业发展史;北京交通大学理学院教师陈征博士线上开课——“奇趣的科学实验”;中国科学院基因组学博士、元码基因创始人田埂讲解基因组学与生活的紧密联系;天体物理博士刘博洋科普“日全食是怎么产生的”等。未来还将有更多知识播主入驻搜狐视频,一起互动玩转科学。
文/ 金仁甫
编辑/范辉
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邵风美3632电磁波如何产生的 -
汪儿奔18525152472 ______ 形成电磁波的方式有两种:一种是分子做高速运动碰撞分子间的微微子形成电磁波,例如人体散发的热辐射和燃烧放出的光就是分子碰撞微微子形成的.物体温度越高辐射的电磁波平均波长越短. 另一种方式是核反应,这种方式产生的电磁波所需微微子主要是质量亏损部分转化成的,这些微微子携带核反应释放的能量辐射出去,形成电磁波.这种方式产生的电磁波一般能量很大.例如:恒星内部的热核反应产生的电磁波,每秒就辐射1X10(+26)J左右的能量. 另外由于核物质的分子也在做高速运动,也会碰撞一些微微子,所以核反应形成的电磁波一般是复合质的.
邵风美3632磁波是怎么样产生的? -
汪儿奔18525152472 ______ 迅速变化的电流就会产电磁波.如刚开电灯开关时旁边收音机或音响就会“咯咯”一声,而无线电的电磁波是由专门振荡线圈产生的.
邵风美3632电磁波如何形成的? -
汪儿奔18525152472 ______ 这个问题我回答过.很多效应都可以发射电磁波.电磁波谱你应该知道的,就是波长最长的无线电长波,到中波,短波,微波,然后是红外,可见光,紫外,X光,直到波长最短的伽玛射线 下面列举目前已知的发射电磁波的方式:1、热辐射....
邵风美3632电波是怎么产生的 -
汪儿奔18525152472 ______[答案] 电波即电磁波——是电场和磁场的相互感应产生的
邵风美3632电磁波是怎么产生的 ? -
汪儿奔18525152472 ______ 电磁波是英国屋里学家macswell发现的 再他的研究下 他用4个偏微分方程总结了全部的电磁理论 变化电场产生磁场 变化磁场产生电磁 环流定律 faladi定律 我们现在的手机的原理就是从macswell law中发现的 在中继站的发射下 电磁波的以延续 得以传播 太高深了 你哈是看看书好了
邵风美3632电磁波是怎样产生的?1.电磁波是不是就是一种交变的电磁场?2.电磁波的发射是根据电生磁的原理,接收时又是磁生电的原理吗?3.我们做一个最简单的电... -
汪儿奔18525152472 ______[答案] 1.是电磁场 2.对了一半,首先,电信号从天线发射后,由于电流的变化,先出去的是变化的磁场,这个变化的磁场又继续产生了变化的电场,这样反复就形成了电磁场,接收是天线从磁场里获得的电能信号,然后在放大的. 3.楼上的方法就很好,很简...
邵风美3632电磁波怎么产生的?简单点说? -
汪儿奔18525152472 ______ 书上说:迅速变化的电流在周围空间产生电磁波~简单说就是振荡电流在周围空间产生电磁波
邵风美3632电磁波的产生 -
汪儿奔18525152472 ______ 你该知道,发射的信号都是有一定的频率的,这种频率就是电流的变化的体现,中学物理学过啊:变化的电流周围会产生变化的电场,而变化的电场又会产生变化的磁场,这样周而复始就形成的电磁波了,如你说的各种光,其实就是建立在这个基础上的,只不过,还根据物质本身的特性来决定的,还有频率的大小……
邵风美3632怎样制造电磁波
汪儿奔18525152472 ______ 制造电磁波? 比如设计连接一个只由电容和线圈组成的电路` 期间的电场和磁场会产生周期性变化` 从而电容内存储的电场能与线圈内存储的磁场能会不断转换,产生电磁振荡. 期间的能量外泄`在空间中传播而形成电磁波.
邵风美3632电磁波如何传播电磁波是如何产生的呢?又是如何传播的呢?是靠振荡空气中的粒子吗?还是怎么传播的呢?它的能量又是从何而来呢? -
汪儿奔18525152472 ______[答案] 电磁振荡产生电磁波,比如高频振荡电路产生的信号就是一种电磁波,可以通过天线将其发射出去,显然其能量来自此电路的供电电源;当年赫兹发现电磁波的实验中所用的高电压使电火花隙之间产生的电火花,就是产生电磁振荡的一种实现方法,...