電磁波 光波 機械波的關(guān)系

1、物體顯示顏色的原因【目的和要求】通過實驗了解透明物體的顏色是由它透過的色光決定的；不透明物體的顏色是由它反射的色光決 定的。【儀器和器材】三棱鏡，白色光屏，平面鏡，狹縫，紅色玻璃和藍(lán)色玻璃，紅紙和藍(lán)紙?！緦嶒灧椒ā堪磮D2. 10-1組裝并調(diào)整好實驗裝置，指出從棱鏡的出射面射出不同顏色的色光，由于它們 從棱鏡射出時的方向稍有不同，因此，照到白色光屏的不同位置，在屏上得到彩色的光帶。在棱鏡和光屏之間先后放紅色玻璃和藍(lán)色玻璃。這時，在光屏上的彩色光帶只能見到紅色或 藍(lán)色的光帶。表明紅色或藍(lán)色玻璃只能透過紅光或藍(lán)光，其他色光都被它吸收了，眼睛接收到透明體 透過的色光是什么顏色，我們就感覺透明體是什么顏

2、色。在光屏上先后貼上紅紙和藍(lán)紙，光屏上的彩色光帶只有被紅光或藍(lán)光照射的部分是亮的。表 明紅紙或藍(lán)紙只反射紅光或藍(lán)光，其他顏色的色光都被它吸收了。白色光屏可以反射各種顏色的色光。 不透明物體反射什么顏色的色光到我們眼里，我們就感覺不透明物體是什么顏色。在白紙上寫紅字和藍(lán)字，在暗室中，分別用紅光和藍(lán)光（在于電筒前面加紅色玻璃或藍(lán)色玻 璃即可獲得）照射，讓同學(xué)看紙上是否有字及其顏色。再在白光照射下觀察，與原來的結(jié)果相比較。 這個實驗?zāi)軌蛞鹜瑢W(xué)的興趣，并加深理解不透明體的顏色。在白紙上用紅顏色寫字，在紅光照射下，看到的都是紅色；在藍(lán)光照射下，看到的是藍(lán)紙上寫黑 顏色的字。白紙上寫藍(lán)字，在紅光照射下，

3、看到的是紅紙上寫黑顏色的字；在藍(lán)光照射下，看到的都 是藍(lán)色?！咀⒁馐马棥勘緦嶒瀾?yīng)在暗室中進(jìn)行，效果才較好。緊記：赤橙黃綠藍(lán)靛紫。彩虹為什么是拱形的光在不同介質(zhì)表面發(fā)生折射，由于地球是球形，球體周圍覆蓋著不同密度的水汽（在不同的高度有不 同的密度）光的波長決定光的彎曲程度事實上如果條件合適的話，可以看到整圈圓形的彩虹。彩虹的形成是太陽光射向空中的水珠經(jīng)過折 射一反射一折射 后射向我們的眼睛所形成。不同顏色的太陽光束 經(jīng)過上述過程形成彩虹的光束與 原來光束的偏折角約180 - 42 = 138度。也就是說，若太陽光與地面水平，則觀看彩虹的仰角約為42 度。與地球的形狀有很大的關(guān)系由于地球表面是一個

4、曲面并且被厚厚的大氣所覆蓋，雨后空氣中的水含量比平時高，當(dāng)陽光照射入空 氣中的小水滴時就形成了折射。同時由于地球表面的大氣層為一弧面從而導(dǎo)致了陽光在表面折射形成 了我們所見到的弧形彩虹！顏色是光線射入眼睛后所產(chǎn)生的一種感覺。太陽可以發(fā)射從波長很長的射電到波長很短x射線波段的 電磁輻射。我們?nèi)祟惖难劬χ荒芨惺艿狡渲幸恍〔糠?，這部分就叫做可見光，由于太陽表面（光球） 溫度接近六千度，所以它主要發(fā)出橙黃色的光，這個“顏色”是由物理方法分析測量得出的。但是對于我們一般所看到的太陽來說，由于大氣等因素的影響，也會有“一輪紅日”或者“白的刺眼”的 太陽?！耙惠喖t日”是由于大氣散射掉了大部分較短波長的光（藍(lán)

5、色和紫色），只留下較長波長的紅光 的原因。至于“白的刺眼”可能是由于光線太強，超出了眼睛（視神經(jīng)）所能承受的范圍，產(chǎn)生的錯覺。 就像我們拍照的時候光線太強會過度曝光一樣。如果你使用濾光片減弱部分陽光，你就可以看到一個 黃色的太陽。如果陽光從天空照射下來，它就會連續(xù)不斷地碰到某些障礙一一即使沒有下雨。因為 光所必須穿透的空氣并不是空的，它由很多很多微小的微粒組成。其中的大多數(shù)，百分之九十九不是 氮氣便是氧氣，其余則是別的氣體微粒和微小的漂浮微粒，它們來源于汽車的廢氣、工廠的煙霧、森 林火災(zāi)或者火山爆發(fā)出來的巖灰。雖然氧氣和氮氣微粒比一滴雨水小一百萬倍，但是它們也照樣能阻 擋陽光的去路。光線從這些

6、眾多的小“絆腳石”上彈回，并改變自己的方向：光線被散射出去，這是我 們化學(xué)家和物理學(xué)家們的說法。波長短的藍(lán)色光和紫色光比波長長的橙色光和紅色光散射得多。所以 散射的光中，紫光比紅光幾乎多10倍，而藍(lán)光則幾乎比紅光多6倍。綠色的、黃色和橙色的光線， 敵不過占優(yōu)勢的藍(lán)色光線和紫色光線，所以我們覺得這些散射的光是藍(lán)色的一一天藍(lán)色的。發(fā)現(xiàn)這一 切的是英國物理學(xué)家和諾貝爾獎獲得者瑞利勛爵，他在130年前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了：當(dāng)光線透過空氣偏 離了它原來的直線方向時，光的波長不同，偏離的距離不同。后來人們?yōu)榱讼蛩硎揪匆猓惆堰@個 散射過程叫做瑞利散射。如果你向天空看去，你主要看見的是陽光中被散射的藍(lán)色的光，而不

7、是未經(jīng) 散射的陽光。如果要看見這種白色的、未經(jīng)散射的光，這種筆直向你落下來的光，你就得直接朝著太陽看去。但 是，你千萬別這樣做！因為直接照射的陽光很強烈，也很危險，它會在瞬間嚴(yán)重灼傷你的眼睛；如果 你看久了，它會使你雙目失明。天空中的云是小水滴和空氣中的粉塵組成的，它們的直徑要比太陽光 的任何一種顏色的光的波長都要長得多，所以發(fā)生瑞利散射的情況很少。一部分陽光被反射到空中； 一部分發(fā)生邁以散射，然后散射的光射到地球，但邁以散射不改變太陽光中任何顏色的光；還有一部 分直接穿透水滴之間的縫隙。上述3種情況都對陽光的成分沒有影響，所以看上去天空中的云是白色 的。但是當(dāng)云層越來越厚時，小水滴越來越多，

8、幾乎連成一片，太陽光和邁以射散的光不能或者很少 能穿透云層，這時白云就變成烏云了四個問題不容易希望采納我們看到太陽的顏色與光的速度沒有關(guān)系。我們看到的顏色只與同一時刻射入眼睛的光的成分有關(guān)。 太陽的溫度使它同時發(fā)出從遠(yuǎn)紅外到伽馬射線的各種色光（但人類只能看到可見光），可見光區(qū)的各色 光合成后給人眼造成的感覺就是白光。太陽是持續(xù)發(fā)光的。就算考慮到不同的色光在大氣中的速度差，2秒前的藍(lán)光、1秒前的黃光、這一秒的紅光，只要同時進(jìn)入眼中，我們看到的還是白的。用錢鐘書 先生的話說，你吃到雞蛋，不一定要看下蛋的母雞。電磁波本身的主要數(shù)據(jù)有兩個，一個是振幅，一個是頻率（或者說周期），通訊接收設(shè)備能否正常接

9、收到信號，取決于接受信號的頻率是否對應(yīng)和電平信號是否處于達(dá)到閥值范圍，這個頻率基本不隨環(huán) 境變化，但振幅（對于通信信號來說是電平值）會在傳播過程中慢慢衰減。所謂增大發(fā)射功率就是增 大初始的振幅。電磁波的振幅是指什么？電場和磁場的場強？ ？電磁場和電磁波的概念不完全等同，電磁場由時變電場與磁場一起構(gòu)成，一般不以場強大小來描述電 磁波的性質(zhì)（實際也是有聯(lián)系的）。電磁波的能量大?。ㄟ@個就是發(fā)射功率了）由坡印廷矢量決定， 即S=ExH,其中s為坡印庭矢量，E為電場強度，H為磁 場強度。E、H、S彼此垂直構(gòu)成右手螺旋 關(guān)系；即由S代表單位時間流過與之垂直的單位面積的電磁能，單位是W/m八2。建議你去百度

10、百科 先看一下電磁波和電磁場的概念，有興趣也可以去找相關(guān)書籍看一下，關(guān)于電磁場的詳細(xì)分析要到大 學(xué)才會學(xué)到，但是基本理論可以早些去了解為什么物體有不同的顏色不知道你無機化學(xué)學(xué)到什么程度了，這要從電子的軌道理論來解答。電子在原子核外是按照軌道分布的，即1s2s2p.，不同的軌道有著不同的勢能，當(dāng)電子從一個軌道 向另一個軌道運動時（叫做：躍遷），會有能量的吸收或發(fā)出，能量來自光子，但不是任何光子的能 量都能吸收，也不是會釋放出任何能量的光子，只有光子能量和軌道能量差（兩個軌道之間的）相匹 配（相等）才行。而光子的能量與頻率相關(guān)。所以不同物質(zhì)中含有不同的原子，電子軌道差也是不同的，只能吸收固定頻率的

11、光，也只能釋放特定 頻率的光。以上僅僅定性說明。為什么不同顏色的光在同種介質(zhì)中速度不同?光是電磁波沒錯，所以他們在真空中的速度確實是相同的但是波速是由介質(zhì)決定的n=c/v，得到v=c/n，其中n是該介質(zhì)的折射率，c是真空中光速，v是介質(zhì)中光速 因為各種色光對于相同介質(zhì)的折射率n不一樣，所以在各種介質(zhì)中速度也不同n=sinA/sinB（其中不同顏色之所以能夠在三棱鏡中分開，是因為在三棱鏡這樣的介質(zhì)中各種不同顏 色的光的折射角是不同的，所以能夠得出不同顏色的光在同種介質(zhì)中的N是不一樣的，真空除外）， 規(guī)定A是光線在空氣（真空）中與法線的夾角，B是光線在介質(zhì)中與法線的夾角n恒大于1單光子的能量為E=

12、hv對給定頻率的光束來說，光的強度越大，就表示光子的數(shù)目越多.3坡印亭矢量和光強是兩個概念.光強是坡印亭矢量的時間平均值.4.以平面波為例，它的頻率一定，電磁振幅固定，它的光強也是一定的，正比于振幅的平方.我的結(jié)論：平面波光強不變.光是電磁波只是麥克斯韋帶那次理論的預(yù)言，后來被證實，但這只是經(jīng)典理論。后來20世紀(jì)初建立 的量子力學(xué)表明一切實物粒子具有波粒二象性，不能單純理解為經(jīng)典的波，也不能單純理解為經(jīng)典的 粒子。再者，電磁波本身不是能量，而是交變的電磁場在空間傳播形成的波動，它傳播著能量，也就是它是能量的一種載體！“能量是什么？ ”這個問題太復(fù)雜，它是整個物理學(xué)的最基本的概念，不是一 時能說

13、清楚的。追問既然沒有以太，在空間中波動的是什么東西？能量是什么不清楚，那守恒的是什么？回答電磁波在空間中傳播不需要介質(zhì)，跟機械波不同，比如聲波能在空氣中傳播是因為空氣的振動將波傳 了出去。而電磁波的傳播是考電場與磁場的相互激發(fā)，變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場， 從而能在空間中傳播，不需要介質(zhì)。這是麥克斯韋最偉大的預(yù)言，后來赫茲證實了電磁波的存在。 確切解釋能量要用現(xiàn)代物理理論，但是能量守恒卻是永恒不變的真理，每個物理學(xué)家都不會懷疑它的 正確性。追問機械波傳播的是介質(zhì)的振動形式，那電磁波傳播的是什么？回答電磁波（又稱電磁輻射）是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳

14、播方 向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面，有效的傳遞能量和動量。電磁波是一種物質(zhì)。電磁輻射可以按照頻 率分類，從低頻率到高頻率，包括有無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外光、X-射線和伽馬射線 等等。人眼可接收到的電磁輻射，波長大約在380至780納米之間，稱為可見光。如果你對物理很感興趣的話，希望你可以進(jìn)一步學(xué)下去，報考物理專業(yè)。追問電磁波（又稱電磁輻射）是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方 向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面，有效的傳遞能量和動量?！坝行У膫鬟f能量和動量”，其實我就是不懂這句話，傳遞的“能量”是什么?；卮鹨噪妶鰹槔粋€電荷激發(fā)電場，有相應(yīng)的靜電能，有個問

15、題就是靜電能是集中在電荷上還是分布在 電場中？實際上，當(dāng)電場迅速變化時電場可以脫離電荷而單獨存在，并以有限的速度傳播（在真空中 就是光速），形成電磁波，而電磁波攜帶能量是已經(jīng)證實的。所以電磁波攜帶的就是電場能和磁場能。 處在電場中的電荷要受到電場作用，與電場發(fā)生能量交換。電磁場作為一種物質(zhì)存在形式，不僅有能 量，還有動量、角動量。把它與電荷的作用當(dāng)成是物質(zhì)與電荷的作用就行了。論電磁波的發(fā)射廣東省博羅高級中學(xué)（516100）林海兵摘要：電荷的運動激發(fā)了電性子波動一一電磁波，但并不是所有電荷的運動都可以激 發(fā)電磁波，特別是在導(dǎo)體內(nèi)部運動的電荷。在導(dǎo)線兩端因內(nèi)部的林氏電場而形成電動勢， 并在導(dǎo)線中流

16、過與林氏電場方向相反的電流時，導(dǎo)體外部空間才有電磁波的發(fā)射。關(guān)鍵詞：電荷運動，電磁波，林氏電場，磁場，電動勢，電流麥克斯韋電磁方程組與機械波方程組電磁波是什么？ 一直以來，人們以為電磁波是一種特殊的波動，認(rèn)為它并不是機械波 動，筆者卻認(rèn)為，電磁波是機械波動無疑，只是它的傳播媒質(zhì)是暗物質(zhì)電性子。筆者在論機械波的波動方程一文中，筆者通過構(gòu)建了波動媒質(zhì)的反抗振源矢量與 剪應(yīng)變矢量從而建立機械橫波的波動方程組，這個方程組與麥克斯韋電磁方程組極為相 似，但是，在后來的研究中筆者發(fā)現(xiàn)，實際上麥克斯韋電磁方程組存在重要的錯誤其 微分形式與積分形式并不等效，它們的解也完全不相同！于是，筆者把原來的麥克斯韋電

17、磁方程組進(jìn)行了弱化處理：淑=一通 卜=一西攜，攜同時，也把筆者的機械波動方程組進(jìn)行了弱化處理：攜，盤弱化處理過的兩組方程組特別是麥克斯韋電磁方程組再沒有原來的普遍含義，它們只 是反映了電磁波一一這一種特殊的機械橫波在傳播過程中的兩個矢量的關(guān)系。機械波動方 程與麥克斯韋電磁方程的相似這從一個側(cè)面反映了電磁波就是機械波的實質(zhì)。筆者在論述這兩個方程組的同時，還給出電場與磁場的真正的內(nèi)涵，并把電場進(jìn)行了 分類。電磁波中的電場并不是庫侖電場，而是林氏電場。庫侖電場與林氏電場有著本質(zhì)的 區(qū)別一一庫侖電場是具有暗物質(zhì)電性子密度梯度的空間區(qū)域，林氏電場則是具有暗物質(zhì)電 性子動量密度的時間變化率的空間區(qū)域。磁場

18、的實質(zhì)則是暗物質(zhì)電性子的動量密度的旋 度。攜，攜磁場與林氏電場的實質(zhì)的揭示，使麥克斯韋電磁波組的上述兩個方程自然而然可以從機械波動最簡單的方程寇中得到（見筆者論平面正弦機械橫波的波動方程與麥克斯韋電磁方程一文）。這更從根本上說明了電磁波就是機械波，它們具有相同的產(chǎn)生機理，都是媒質(zhì)粒子反抗振源運動并在空間傳播了這種運動而形成。淑=_西故機械波動方程方組中的反抗振源矢量褪與林氏電場或者磁場中的速度矢腥聶=一也量攜其實是同一回事，只是反抗振源矢量強調(diào)的是電性子速度的產(chǎn)生原因，而林氏電場及磁場則沒有這方面的強調(diào)。反抗振源矢量的產(chǎn)生條件可見，要產(chǎn)生電磁波的發(fā)射，必須首先在空間激發(fā)電性子的反抗振源運動。我

19、們知道， 電性子的反抗振源運動通常因電荷的運動而引起，電荷就是其中的振源。什么條件下電荷 振源才能激發(fā)電性子波動產(chǎn)生電磁波呢？在論機械波的波動方程一文甚至在之后的許多文章中，筆者一直認(rèn)為只要有振源 在媒質(zhì)粒子環(huán)境中運動，就一定可以激發(fā)媒質(zhì)粒子的反抗振源運動，后來通過一系列的實 際觀察與理論推敲，終于把這個觀點給予否定了 一一振源的運動必須滿足一定的條件才能 激發(fā)媒質(zhì)的反抗振源運動。那么，必須滿足什么條件振源才能激發(fā)媒質(zhì)的反抗振源運動呢？筆者以為，這決定于 振源與媒質(zhì)粒子環(huán)境的相對運動關(guān)系：如果振源與媒質(zhì)粒子的運動方向相同，而且媒質(zhì)粒 子的運動速度大于或等于振源的速度時，則無論如何，振源不可能激

20、發(fā)媒質(zhì)粒子而產(chǎn)生反 抗運動；反之，振源的運動就一定可以激發(fā)媒質(zhì)粒子的反抗振源速度矢量。筆者在眾多的文章中所舉的很多振源的運動激發(fā)媒質(zhì)反抗振源速度矢量的事例，都是 滿足上述激發(fā)條件的。實際上，只要有振源物體的運動，就一定可以激發(fā)媒質(zhì)粒子的反抗 振源運動，但是，由于環(huán)境媒質(zhì)粒子在沒有振源物體的激發(fā)之前已經(jīng)存在著運動，那么此 時，只有符合上述條件的環(huán)境，媒質(zhì)粒子的反抗振源運動才能表現(xiàn)出來，而不符合條件的， 即使已經(jīng)激發(fā)了反抗振源運動，其速度也不能蓋過媒質(zhì)粒子原來的運動速度，所以反抗振 源并不能表現(xiàn)出來。磁場的意義及直線電流的磁場磁場是什么？筆者一再重申，電場磁場并不是怎樣一種特殊的場，所有的場都具有

21、相 同的物理本質(zhì)一一是物質(zhì)粒子的某種參數(shù)形成某種分布的空間區(qū)域。經(jīng)典物理認(rèn)為電場磁 場是一種特殊的并不是由物質(zhì)粒子組成的物質(zhì)，這是一只見森林不見樹木的觀點。與其他 場所不同的是，構(gòu)成電場磁場的物質(zhì)粒子是人們看不見的暗物質(zhì)電性子。磁場本質(zhì)是暗物 質(zhì)電性子動量密度的旋度：TT這才是磁場真正的物理意義！筆者在論磁場、再論磁場與論電流的磁場 等文中對此已經(jīng)作了詳細(xì)的論述。在此，還須說明的是，我們對電流產(chǎn)生的磁場有一種不正確的認(rèn)識一一電流的磁場與 電流強度成正比。這由安培給出安培環(huán)路定理之后就已經(jīng)形成的一個根深蒂固的觀念，筆 者說這是一種不正確的認(rèn)識，是指人們沒有對電流的磁場進(jìn)行全面的認(rèn)識。對于恒定直導(dǎo)

22、 線電流的磁場，它周圍的磁場強度當(dāng)然與電流強度成正比，但是對于其他不同形狀的導(dǎo)體 不同變化規(guī)律的電流，它們周圍的磁場就再不是這樣一回事了。對于這個問題，筆者在論 電流的磁場一文已有論述，而且在該文筆者作出了一個大膽的預(yù)言：在無窮大通電平面 （可用長度無窮的直導(dǎo)線通以相同方向的電流排列而成）的兩側(cè)的磁感應(yīng)強度與磁場強度 均為零，不論其電流線密度有多大，只要其電流線密度恒定不變。在該文中，筆者還進(jìn)行卜=一通了進(jìn)一步的討論，如果無窮的電流線密度以攜規(guī)律變化，則電流平面的兩側(cè)的磁場為：同理其磁感應(yīng)強度強度為：卜=一枝一 .一（以上電流線密度取正攜方向，電磁波動傳播方向為攜，磁場的方向玲=一西一西由密決

23、定。）由此可見，電流線密度與電流周圍附近空間（即攜處）示二_西的磁感應(yīng)強度（磁場強度）的相位差為鹵，即電流線密度最大時，磁感應(yīng)強度 有最小值為零，而電流線密度最小（為零）時，磁感應(yīng)強度卻有最大值。筆者大膽預(yù)測，這種交變電流與其周圍附近空間的磁場的規(guī)律并不是無窮大通電平面的特色，對通電直導(dǎo)線，只要其通有交變電流，如果它可以激發(fā)磁場，那么，它周圍附近 空間的磁場也滿足這個規(guī)律。電流流通的環(huán)境與電磁波的發(fā)射條件電流的形成有賴于電源電動勢，電源電動勢的實質(zhì)則是電源所處環(huán)境的靜生潛能場承=一通 表=一曲 承=一通（林氏電場） 攜或動生潛能場 攜（兩式中的 攜是電性子的 速度矢量）（見筆者論電源的電動勢及

24、電流的形成），當(dāng)導(dǎo)體處于這樣的環(huán)境中，潛 能場將轉(zhuǎn)化為顯能場一一電性子密度梯度場而發(fā)生本質(zhì)的變化，電性子向著潛能場的方向 發(fā)生加速運動從而使在該方向上電性子密度增大，電源導(dǎo)體內(nèi)部的電荷也具有了向著這個 方向的運動趨勢。于是電源便形成的電動勢。實際上，并不電源兩極間才具有電動勢，電源內(nèi)部兩極方向上任意兩點之間都會因為 眼淑=西潛能場而產(chǎn)生電動勢，電動勢的大小因這兩點間的距離攜不同而異，眼由=一西腥聶=一世理。從表面上看，電源內(nèi)部形成了一個與潛能場攜方向相反的陽性子密度梯度場攜，但是，必須注意，電源電荷并不向著這個密度梯度場的方向作屬性運動，因為這里起主導(dǎo)作用的并不是密度梯度場，而是潛能場，沒有潛

25、能場就是密度 梯度場的存在。一旦電源兩極接上外電路導(dǎo)體之后，電源兩極的電性子將加到外電路導(dǎo)體 兩端并其內(nèi)部產(chǎn)生電性子密度梯度，電荷將向著密度梯度的方向發(fā)生屬性運動而形成電 流。如果外電路導(dǎo)體是一般的非超導(dǎo)體，那么，導(dǎo)體中一定具有等效密度較大的中性子， 這些中性子對導(dǎo)體而言可以認(rèn)為是靜止不動的，所以，電荷在運動時必須激發(fā)中性子形成 反抗振源運動，在導(dǎo)體外部空間產(chǎn)生中性子波動向外傳播這不是電磁波而是光波，故 下文中筆者假設(shè)導(dǎo)體是超導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部沒有中性子，無需激發(fā)中性子反抗振源運動而損 耗能量。在此同時，電荷在運動過程中，也不斷激發(fā)了周圍一些相對于導(dǎo)體靜止不動的電 性子，形成電性子反抗振源運動，也

26、在周圍空間形成了電性子波動的傳播，電性子波動過 程中，電性子速度減小，在空間形成的電性子動量旋度，這就形成的磁場一一一種特殊的 電磁波，它雖然波動中各種參量的變化，但是它完全具有波動特性，媒質(zhì)不但重復(fù)振源的 運動而傳播了這種運動，這種波動筆者把它稱為點波，恒定電流形成的稱為連續(xù)點波。但是，并不是電路中所有元件的情況都是這樣的。首先，電源內(nèi)部的電荷的運動環(huán)境 并不是靜止的電性子環(huán)境，由于外界環(huán)境的潛能場在電源內(nèi)部產(chǎn)生電性子的定向加速運 動，電性子的加速運動的方向就是潛能場的方向，也是電源電動勢的方向，正是具有外界 環(huán)境潛能場的存在，才可能使電源導(dǎo)體產(chǎn)生電動勢。一旦電路接通，電流形成，在電源內(nèi) 部

27、的電流方向順著電性子的定向加速運動方向，可見，電流一一電荷的定向移動的形成因 電性子在電源的定向加速運動而形成，故電荷的運動速度必定小于電性子在電源內(nèi)的定向 加速運動。因此正常工作的理想電源一一內(nèi)阻為零的電源，電荷在其中運動時，并不會激 發(fā)電性子反抗振源運動，更不會發(fā)射電磁波?？梢?，筆者在論導(dǎo)體電路中的能量傳播途 徑一文中的論述是正確的，電能不會以電磁波能量的形成從電源發(fā)出通過空間傳播到達(dá) 用電器。同時，筆者在論電性子密度梯度的傳播速度及論電流的功率等文中已經(jīng) 對電能的傳播途徑作了詳細(xì)的分析。所以，筆者在此鄭重預(yù)言：正常工作的超導(dǎo)體電源，電流流過時我們將無法在電源周 圍檢測到磁場的存在；反之，

28、處于充電狀態(tài)的超導(dǎo)體電源，電流流過時我們將可以在其周 圍檢測到強度很大的磁場的存在。其次，如果電源所接電路是超導(dǎo)體，情況則與一般導(dǎo)體較為復(fù)雜，特別是超導(dǎo)體負(fù)載 通以交流電之后。在論變壓器原理與論線圈的互感兩篇文章中，筆者認(rèn)為當(dāng)把電 源接于一根超導(dǎo)體（雖然在這兩篇文章筆者沒有直接提及超導(dǎo)體，但是已經(jīng)把它當(dāng)作超導(dǎo) 體來處理了）之上時，由于電源電動勢的存在，使超導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生了一股電性子加速流， 在超導(dǎo)體內(nèi)部形成與電源電動勢反向的林氏電場，這個林氏電場在超導(dǎo)體內(nèi)也形成了電動 勢。也就是說，這時整個閉合電路之中存在著兩個電動勢，它們分別電源的原電動勢與超 導(dǎo)體兩端的電動勢，它們大小相等方向相反。從筆者論

29、電流的功率一文中，我們可以知道電感導(dǎo)體的瞬時功率密度為攜，這里所謂的電感導(dǎo)體實質(zhì)上就是沒有電阻的超導(dǎo)體?？梢?，當(dāng)林氏電場與 電流密度方向相同時，超導(dǎo)體的功率密度為負(fù)值，這說明導(dǎo)體從外界吸收能量轉(zhuǎn)化為電路 中的電能；當(dāng)林氏電場與電流方向相反時，超導(dǎo)體的功率密度為正值，這說明導(dǎo)體消耗電 能，以其他能量的形式耗散出去。然而，超導(dǎo)體也好，理想電感也好，它本身沒有耗能的機制，所以，把電感接在交流電源上時，電流與電壓的關(guān)系就由 說決定，它們相位相差為 攜。這時， 超導(dǎo)體負(fù)載與電源之間的角色不斷相互轉(zhuǎn)化著，無論在電源還是超導(dǎo)體負(fù)載周圍均沒有形 成有效的電磁波的傳播。倘若電源是直流恒定電源，那么，電流在流經(jīng)電

30、路時，電流方向始終與電源的林氏電 場方向相同，而與超導(dǎo)體負(fù)載中的林氏電場方向則相反，這時，在電源中不斷有能量轉(zhuǎn)化 為電路中的電能，而在超導(dǎo)體負(fù)載中則不斷消耗電能，而這被消耗的電能卻不能以其他形 式的能量出現(xiàn)，只能以電荷激發(fā)的電性子反抗運動的動能出現(xiàn)，因電流強度大小不變，故 空間各處的電性子的反抗運動速度大小也不變。雖然空間的電性子不斷地傳播了超導(dǎo)體周 圍的電性子的反抗振源運動，形成了電磁波，但是，由于電性子的反抗速度不變，所以， 這只能形成連續(xù)點波，即在空間形成強度極大的磁場，卻不能形成正常的電磁波。討論至此，我們應(yīng)該知道這樣一個結(jié)論，電路發(fā)射電磁波的結(jié)論：在具有林氏電場的 導(dǎo)體中，電流的方向

31、以林氏電場相反方向流過時，才會有電磁波的發(fā)射，發(fā)射的電磁波可 以是連續(xù)點波（恒定磁場），也可以是一般的電磁波，導(dǎo)體單位體積的電磁波發(fā)射功率為事實上，幾乎所有的導(dǎo)體在導(dǎo)電時導(dǎo)體內(nèi)部都有林氏電場的存在，也就是有電感性的 存在，人們把一般導(dǎo)體所具有的電感性稱為導(dǎo)體的分布電感。所以，當(dāng)電流流過導(dǎo)體時， 都可能會發(fā)射電磁波，特別是直流恒定電流，表現(xiàn)得最為突出；但是對于交流電流，為什 么我們很難觀察到電磁波的發(fā)射呢？最根本的原因就是出于導(dǎo)體的電感性，在通常情況下淑=一通卜=一通電感性導(dǎo)體電流與電壓的關(guān)系就由攜決定，它們相位相差為攜，電流并不激發(fā)電磁波。如果我們用波動方程的玻印亭矢量來分析電磁波的產(chǎn)生，我們

32、同樣可以得到相同的結(jié)卜=一通論。首先我們用機械波動方程的玻印亭矢量攜來分析。根據(jù)分析可知，反抗振源矢量成的方向決定于振源運動方向，它總是與振源運動方向相挽反；而剪應(yīng)變矢量攜的方向則決定媒質(zhì)線的形變狀況，從水平方向來看，如果媒質(zhì)線呈右上左下方向，則剪應(yīng)變矢量所的方向垂直于紙面指向紙內(nèi)，如果媒WG蔑=一&質(zhì)線呈右下左上方向，則剪應(yīng)變矢量攜的方向垂直于紙面指向紙外（如圖1所 示）。必須注意的是，如果是媒質(zhì)粒子，媒質(zhì)線的剪應(yīng)變也是由振源的運動引起的，這時剪 應(yīng)變矢量與反抗振源矢量滿足筆者在論機械波的波動方程一文中的左手螺旋法則關(guān)系。 但是，如果在振源運動之前，媒質(zhì)粒子已在運動，媒質(zhì)的運動可能已經(jīng)形成的

33、媒質(zhì)線的變 化，已經(jīng)存在了剪應(yīng)變。在這種情況下，媒質(zhì)的剪應(yīng)變矢量與反抗振源矢量沒有直接關(guān)系， 并不滿足左手螺旋法則，但是，它們卻依舊決定波動的傳播方向。在正常工作的電源中，由于在電荷運動之前已經(jīng)有電性子從電源負(fù)前西 _挽極向正極的加速運動，所以在電源內(nèi)部已經(jīng)形成了如圖2所示的電性子媒質(zhì)線，電源正端為正極，下端為負(fù)極，故電源左側(cè)的剪應(yīng)變矢量的方向指紙內(nèi)，右側(cè)的方向 則指向紙外。當(dāng)電源接通了外電路而形成正常的電流之后，正電荷從正源負(fù)極向正極運動， 產(chǎn)生了向下方向的電性子反抗振源運動（盡管電荷的運動與電性子的運動方向相同，反抗 振源運動并表現(xiàn)出來，但是，這種反抗運動還是存在的），故我們可以玻印亭矢量

34、T判斷波動的傳播方向是從電源之外指向電源之內(nèi)的。這也就是說，電源沒有電磁波向 外輻射。同樣地，我們分析其他導(dǎo)體導(dǎo)電的情況，是否有電磁波的產(chǎn)生。當(dāng)然，我們也可以使用電磁波的玻印亭矢量攜進(jìn)行分析，也可以得到相同的結(jié)論。電磁波對人體的危害電磁波如果強度達(dá)到一定程度，使人受到了電磁波輻射的話，則有可能引起身體細(xì)胞發(fā)生變異（比如癌變）、損傷神經(jīng)系統(tǒng)，過強的 輻射，還會引起細(xì)胞內(nèi)水分子之間發(fā)生激烈的碰撞和摩擦，從而產(chǎn)生大量的熱量（比如微波加熱食品就這個原理），從而嚴(yán)重?fù)p害身 體。但是在一般正常的情況下、在我們正常的生活環(huán)境中，我們是完全不用為此而擔(dān)心的。我是搞電器工作的，有關(guān)電的一些情況，我在此也說幾點，供參考。對于這類問題，要“牽涉”到電工學(xué)知識的電與磁的知識了；對于 電磁的一些問題，我的看法是這樣的：1，我們用的電能是由電網(wǎng)提供的頻率為50Hz的“工頻交流電”，當(dāng)導(dǎo)體中有電流流過時，它確 實會在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生和電流頻率相同的磁場，這就是電工學(xué)中的“電生磁”現(xiàn)象；如果有一個可以形成電流回路（通路）的