对比一下上图 , 我们的头发是不是形象地诠释了电场线的存在?
电场这种物质不是由微观粒子构成的 , 它既不是分子 , 也不是原子 , 但它确实是存在的 , 不但有大小 , 而且有方向 。 若把一个带电的粒子放在它的周围 , 带电粒子就会受到力的作用 , 这个力就是电场力 。
磁场
磁场是一个物理概念 , 是指传递实物间磁力作用的场 。 磁场是由运动着的微小粒子构成的 , 在现有条件下看不见、摸不着 。 磁场具有粒子的辐射特性 。 磁体周围存在磁场 , 磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的 , 所以两磁体不用在物理层面接触就能发生作用 。
磁铁的磁力线
磁铁为什么会产生磁场?简单的说就是磁铁这种物质的每个四氧化三铁分子所产生的分子电流在整体上是高度有序的 , 导致整块磁铁产生了磁性 。
分子电流又称“安培电流” 。 分子或原子中由电子运动所形成的电流 。 可用以说明物质的磁性 。
关于物质磁性本质的假说 。 由安培于1821年提出 。 他观察到通电螺线管有像磁体一样的作用 , 认为一切磁现象的根源是电流的存在 。 磁性物质的分子中存在着回路电流 , 称为分子电流 , 分子电流相当于基元磁体 。 物质的磁性就决定于物质中分子电流对外界的磁效应的总和 。 分子电流与导线中通过的宏观电流是有本质区别的 , 安培的假说把永磁体产生的磁场与宏观电荷运动产生的磁场统一了起来 。 安培的假说与现代对物质磁性的理解是相当符合的 , 所以仍被采用 。 根据安培假说 , 基元磁体两个磁极对应于圆形电流的两个面 , 显然这两个面是不能单独存在的 , 由此很容易解释磁体的N、S两极不能单独存在的原因 。
电磁场与电磁波
我们知道了电场 , 也知道了磁场 , 这两个东西在一起就创造了一个叫电磁场的东西 。 打个比方 , 电磁场就像一汪平静的湖水 , 突然有人扔了一颗石头进去 , 就形成了水波向远方传播开 , 你在湖东岸扔的石头 , 最终水波会传到湖的西岸 。
【用激光笔射向夜空,如果关闭开关,先前发射那束光还会在宇宙中吗】电磁场的向外传播就形成了电磁波 。
电和磁能相互转化 , 按中学物理教科书的说法 , 即是交变的电场能产生磁场 , 交变的磁场又能产生电场 。 让我们想象一下 , 电场产生磁场 , 磁场产生电场 , 然后电场又产生磁场 , 无限循环下去 , 电场和磁场就会以波的形式向外传播出去 。
电磁波示意图
电磁场包含电场与磁场两个方面 , 分别用电场强度E(或电位移D)及磁通密度B(或磁场强度H)表示其特性 。 按照麦克斯韦的电磁场理论 , 这两部分是紧密相依的 。 电磁波的传播速度与光速相等 。
电磁波是能量传播形式的一种 , 凡是高于绝对零度的物体 , 都会释出电磁波 。 且温度越高 , 放出的电磁波波长就越短 。
光是电磁波的一种
写到这里 , 我们揭秘光的其中一种比较主流的解释 , 光属于一种电磁波 。 只是我们人类定义频率在380~750兆赫 , 波长在390nm - 780nm(纳米)之的电磁波叫做可见光 , 而对于动物来说 , 它们眼中的光和我们大不同 。
电磁波谱表-可见光波谱
比如动物中的北美驯鹿就是能看到紫外线的佼佼者 。 它们眼中的蘑菇可能是这个样子的 。
驯鹿每年都会迁徙 , 在迁徙过程中 , 他们依靠紫外线 , 分辨地衣 , 地衣是他们迁徙途中的主要食物 。 利用紫外线 , 他们还能分辨出食肉动物的尿液和白雪 , 因为尿液吸收紫外线 , 而白雪反射紫外线 , 这使得驯鹿可以避免偶遇食肉动物 。
再比如蛇 , 它们能感知红外线 , 并非通过眼睛 , 而是通过热窝结构 , 然后在大脑中AI出猎物的红外影像再与视网膜图像叠加 。
而对于短波收音机来说 , 它们“看到”的“光”是波长10~100米的电磁波 。
而假设人类眼睛能看到4G发射台发出的电磁波 , 我们站在高处将会看到这样的景象 。
如果光是电磁波的一种 , 那么来解释一下玻璃为什么是透明的?这个问题应该问成 , 玻璃这种材质在可见光范围内看起来为什么是透明的?因为有些电磁波在穿过钢化玻璃时信号会衰减得很厉害 , 那么对这些波段来说 , 玻璃就不是透明的 , 而是类似毛玻璃的效果 。
镜子的制造原理其实很简单 , 就是在透明的玻璃表面镀一层不透明的金属膜(现代制镜通常是镀银) , 使其表面能够成像 。 那么 , 为什么玻璃透明而金属不透明呢?
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