电磁波、光波实验
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、知识清单
1．电磁振荡
2．电磁场与电磁波
1．电磁波的产生
(1)麦克斯韦电磁场理论：
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
(2)电磁场：
变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。
(3)电磁波：
电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。
①电磁波是横波，在空间传播不需要介质。
②真空中电磁波的速度为3×108 m/s。
③v＝λf对电磁波同样适用。
④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
2．电磁波的发射与接收
(1)发射电磁波的条件：
①要有足够高的振荡频率；
②电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。
(2)调制有调幅和调频两种方式，解调是调制的逆过程。
(3)电磁波谱：
①定义：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。
3． 狭义相对论
(1)狭义相对论的两个基本假设 ①狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的.
②光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系.
(2)相对论的质速关系
①物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间有如下关系：
m ＝m 01－(v c
)2. ②物体运动时的质量m 总要大于静止时的质量m 0.
相对论质能关系
用m 表示物体的质量，E 表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E ＝mc 2.
二、经典习题
4． (2016上海高考)各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是（ ）
（A ）γ射线、紫外线、可见光、红外线
（B ）γ射线、红外线、紫外线、可见光
（C ）紫外线、可见光、红外线、γ射线
（D ）红外线、可见光、紫外线、γ射线
5． （2016·天津卷） 我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志
着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m 范围内，则对
该无线电波的判断正确的是( )
A ．米波的频率比厘米波频率高
B ．和机械波一样须靠介质传播
C ．同光波一样会发生反射现象
D ．不可能产生干涉和衍射现象
6． （多选）（2016·全国卷Ⅱ）关于电磁波，下列说法正确的是 ________．
A ．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B ．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C ．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D ．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
E ．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
7． （2016·北京卷） 下列说法正确的是( )
A ．电磁波在真空中以光速c 传播
B ．在空气中传播的声波是横波
C ．声波只能在空气中传播
D ．光需要介质才能传播
8． (多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是( ) A.红外线比红光波长长，它的热作用很强 B.X 射线就是伦琴射线
C.阴极射线是一种频率极高的电磁波
D.紫外线的波长比伦琴射线的长，它的显著作用是荧光作用
9． (2013·四川理综)下列关于电磁波的说法，正确的是（ ）
A ．电磁波只能在真空中传播
B ．电场随时间变化时一定产生电磁波
C ．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D ．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
10．(2010·天津卷，1)下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A ．均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B ．电磁波在真空和介质中传播速度相同
C ．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
D ．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
11．在如图所示的电路中，L 是直流电阻可以忽略的电感线圈，LC 振荡电路的振荡周期
为T 。原来开关S 是闭合的，在某一时刻(t ＝0)把开关S 断开，则在0到T 4
这段时间内，下列叙述正确的是( )
A ．电容器C 放电，A 板上的正电荷逐渐减少，LC 电路中的电流逐渐增大，t ＝T 4
时电流达到最大
B ．电容器
C 放电，A 板上的正电荷逐渐减少，LC 电路中的电流逐渐减小，t ＝T 4
时电流达到最大 C ．电容器C 被充电，B 板上的正电荷逐渐增多，LC 电路中的电流逐渐减小，t ＝T 4
时电流为零 D ．电容器C 被充电，A 板上的正电荷逐渐增多，LC 电路中的电流逐渐减小，t ＝T 时电流为零
14．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行.正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图1所示.
(1)此玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示).
(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度
________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.
15．(2017·福建漳州三模)某实验小组在用单摆测定重力加速度实验中，使用游标卡尺测摆
球直径，测量结果如图1所示，则该摆球直径为________ cm.
某同学先测得摆线长为89.2 cm，然后停表记录了完成30次全振动所用时间如图甲中停表所示，则：该摆长为________ cm，停表所示读数为________ s.
为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l，测出相应周期T，从而得出一组对应的l与T的数值，再以l 为横坐标、T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图乙所示，则测得g＝________.
四、经典习题
16．(1)如图1所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源、②是滤光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏．下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间距离的是（）
A．增大③和④之间的距离
B．增大④和⑤之间的距离
C．将绿色滤光片改成红色滤光片
D．增大双缝之间的距离
(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以
去掉的部件是________(填数字代号)．
(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读出手轮的读数如图2甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读出手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________ mm(结果保留三位有效数字)．
(4)在(3)前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30 mm，双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是________ m．(结果保留三位有效数字)
光波不是电磁波的相关实验和理论依据概论 摘要电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性，速度为光速。电磁波伴随的电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，因此电磁波是横波。通过微波卫星电视、小孔成像、反射、折射、棱镜色散实验以及微波屏蔽等实验，证明电磁波、光波两者的特性完全不同，采用频率（波长）无法解释。电子定向移动产生磁场，光波由光子组成，具有粒子性。光子是不带电粒子，不具备电场和磁场的最基本特性，因此光波不应该是电磁波。 关键词电磁波；电场与磁场；光波；波粒二象性；小孔成像；棱镜色散；原子核；原子核外电子 1 现理论定义 1.1 电磁波 是由同相且互相垂直的电场与磁场，在空间中是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性。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。电磁场的场源随时间变化时，其电场与磁场互相激励导致电磁场的运动而形成电磁波[1]。 1.2 光波 通常指可见光，波长380～780nm之间，真空中传播速度国际公认为299792458米/秒。从微观来看，由光子组成，具有粒子性，但是宏观来看又表现出波动性。光的波长和颜色有关，可见光中紫光波长最短，红光则相反。 太阳光是电磁波的一种可见辐射形态，电磁波不依靠介质传播，在真空中的传播速度等同于光速。电磁辐射由低频率到高频率，主要分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。人眼可接收到的电磁波，称为可见光（波长380～780nm）。频率（波长）是电磁波的重要特性，按照频率的顺序把这些电磁波排列起来，就是电磁波谱。 2 分析 无论是教科书、参考文献、科学刊物、科学杂志、官方网站等等，都认为频率是电磁波重要特性。将无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线统称为电磁波。并且按照频率的顺序把这些电磁波排列起来，就是电磁波谱。电磁波的定义，是由同相且互相垂直的电场与磁场，电磁场包含电场与磁场两个方面，电磁场的场源随时间变化时，其电场与磁场互相激励导致电磁场的运动而形成电磁波。电子定向移动产生磁场，通过电磁波定义就可以发现问题。
光波: 光波是一種電磁波，具有電磁波的一般特性，即波動性。 光波的波長在電磁波譜中偏于較短的一側，因而又具有其"個性"，即光波的傳播更接近射線形式。 射線光學: 是指光波長與光纖尺寸相比很短時， 用射線代表光能量傳輸路線的分析方法。 射線光學又稱為幾何光學。 它有光的直線傳播定律、光的反射定律和光的折射定律三個基本定律。
光的直線傳播定律: 是光在均勻媒質中沿直線傳播， 并具有一定的速度。 光波在真空中的傳播速度：C=3x108 m/s； 光波在其它媒質中的傳播速度：v=C/n。 其中n是媒質的折射率。 在空氣中，由于n≒1，光波的傳播速度接近于C；二氧化硅（SiO2）玻璃的折射率n≒1.5。 光波為電磁波的一種: 非力學波理應上也可分類成橫波跟縱波而光波橫波跟縱波都有~ 日常道具觀察光與波的現象:
1.看電視, 聽收音機, 使用手機. 電波是長波長 的電磁波, 與可見光有許多共同特性. 的應用. 只有橫波纔有可能有偏振現象. 2.看CD的表面的燈光影像, 可以看到主要反光 兩側有彩色反光, 為光柵繞射現象. 3.去儀器行買所謂的雙狹縫, 再用一支雷射筆 去照它, 可以看到一格一格的干涉現象. 光會偏折 是因為傳播介質不同 光在密度越大的介質裡面速率越慢 所以光衝到水中那一瞬間 速度變慢
但你會看到筷子曲折 是因為光射到筷子之後 在反射到你眼睛 我先說明光為什麼會曲折 假設我們用雷射光,你從空氣往水平面中照射 鐳射光是鉛直照射到水中 但是鉛直照射並不會有折射 只會延源路徑反射部分光源回去 這時候當然車子會往左轉 光的偏折 真正的原因跟光在介質中行進的速率小於空氣（真空）的確有關係,當入射光和法線（垂直介面的線）夾一個
电磁波、光波实验 班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________ 一、知识清单 1．电磁振荡 2．电磁场与电磁波 1．电磁波的产生 (1)麦克斯韦电磁场理论： 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 (2)电磁场： 变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。 (3)电磁波： 电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。 ①电磁波是横波，在空间传播不需要介质。 ②真空中电磁波的速度为3×108 m/s。 ③v＝λf对电磁波同样适用。 ④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。 2．电磁波的发射与接收 (1)发射电磁波的条件： ①要有足够高的振荡频率； ②电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。 (2)调制有调幅和调频两种方式，解调是调制的逆过程。 (3)电磁波谱： ①定义：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。
3． 狭义相对论 (1)狭义相对论的两个基本假设 ①狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的. ②光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系. (2)相对论的质速关系 ①物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间有如下关系： m ＝m 01－(v c )2. ②物体运动时的质量m 总要大于静止时的质量m 0. 相对论质能关系 用m 表示物体的质量，E 表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E ＝mc 2. 二、经典习题 4． (2016上海高考)各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是（ ） （A ）γ射线、紫外线、可见光、红外线 （B ）γ射线、红外线、紫外线、可见光 （C ）紫外线、可见光、红外线、γ射线 （D ）红外线、可见光、紫外线、γ射线 5． （2016·天津卷） 我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志 着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m 范围内，则对 该无线电波的判断正确的是( ) A ．米波的频率比厘米波频率高 B ．和机械波一样须靠介质传播 C ．同光波一样会发生反射现象 D ．不可能产生干涉和衍射现象 6． （多选）（2016·全国卷Ⅱ）关于电磁波，下列说法正确的是 ________． A ．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B ．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C ．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D ．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E ．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失 7． （2016·北京卷） 下列说法正确的是( ) A ．电磁波在真空中以光速c 传播 B ．在空气中传播的声波是横波 C ．声波只能在空气中传播 D ．光需要介质才能传播 8． (多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是( ) A.红外线比红光波长长，它的热作用很强 B.X 射线就是伦琴射线 C.阴极射线是一种频率极高的电磁波
毫米波是介于微波与光波之间的电磁波，通常毫米波频段是指30～300GHz，相应波长为1～10mm .目前绝大多数的应用研究集中在几个“窗口”频率，包括35、45、94、140、220GHz和三个吸收峰（60、120、200GHz 频率上）。 毫米波电子系统具有如下特性：。小天线孔径具有较高的天线增益；。高跟踪精度和制导精度；。不易受电子干扰；。低角跟踪时多径效应和地杂波干扰小；。多目标鉴别性能好；。雷达分辨率高；。大气衰减“谐振点”可作保密传输。 由于这些特性，毫米波主要应用在结构小、重量轻、分辨力高、作用距离近和具有良好多普勒处理特性的场合。与微波相比，毫米波受恶劣气候条件影响大，但分辨力高，结构轻小；与红外和可见光比，毫米波系统虽没有那样高的分辨力，但通过烟雾灰尘的 传输特性好。
军事上的需要是推动毫米波系统发展的重要因素。目前毫米波在雷达、制导、战术和战略通信、电子对抗、遥感、辐射测量等方面得到了广泛应用。 毫米波雷达的优点是角分辨率高，频带宽，多普勒频移大和系统体积小，缺点是作用距离受功率器件限制大。目前大多数火控系统和地空导弹制导系统中的跟踪雷达均已工作在毫米波频段。 实际的精密跟踪雷达多是双频系统，即一部雷达同时工作于微波频段（用于搜索、引导，精度较低）和毫米波雷达（跟踪精度高、作用距离近），两者协同工作，可取得较好的效果。如美国海军研制的TRAKX双频精密跟踪雷达即有一部9GHz、300kw的反射机和一部35GHz、13KW的发射机及相应的接收系统，共用2.4m抛物面天线，已成功地跟踪了距水面30m高的目标，作用距离可达27km.双频还具有一个好处，毫米波频率可作为隐蔽式工作，提高了雷达的 生存能力。
电磁波和超声波的区别 超声波是频率超过20000HZ的声波，声波是由空气振动产生的。因其方向性很好，常用作探测工具。 电磁波是由电磁感应产生的能量波。常作为信息载体，如手机信号。 电磁波 电磁波是什么 正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。电磁波是电磁场的一种运动形态。在高频电磁振荡的情况下，部分能量以辐射方式从空间传播出去所形成的电波与磁波的总称叫做“电磁波”。在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部反回原电路而没有能量辐射出去。然而，在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部反回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去。电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波。波长越长的地面波，其衰减也越少。电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。中波或短波等空中波则是靠围绕地球的电离层与地面的反复反射而传播（电离层在离地面50～400公里之间）。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。其速度等于光速（每秒3×1010厘米）。光波就是电磁波，无线电波也有和光波同样的特性，如当它通过不同介质时，也会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。在空间传播的电磁波，距离最近的电场（磁场）强度方向相同和量值最大两点之间的距离，就是电磁波的波长。电磁波的频率γ即电振荡电流的频率，无线电广播中用的单位是千赫，速度是c.根据λγ=c,求出λ=c/γ. 电可以生成磁，磁也能带来电，变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，所以电磁波也常称为电波。1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后，人们又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。按照波长
试问：“光波”和“电磁波”的物质属性完全一样吗？ (2008-09-10 17:02:20) 转载▼ 标签： 物质属性 光波 电磁波 聚氯乙烯塑料 金 银 试问：“光波”和“电磁波”的物质属性完全一样吗？ “光波”和“电磁波”这二者真的是一概完全相同、没有任何物质属性上的区分的物理波吗？除了频率不同之外。事实上，“光波”和“电磁波”这二者的物质属性相差很大。麦克斯韦“一切光波都是电磁波”的假设，在真实的物理世界中并非完全如此，尽管有著名的赫兹的电磁波实验作为该假设成立的一个重要的物理证据。自19世纪长期以来，标准的中学和大学的物理教科书，都自以为是地有意混淆了“光波”和“电磁波”之间显而易见的物理差别。
电荷作空间长度变化的加速运动，或者电荷作半径变化的匀速圆周运动，或者电荷作半径不变的匀加速圆周运动，都将对外辐射电磁波。可是，要想使得电荷发生这类加速运动，必须是在导电固体，或者电解液，或者导电气体所构成的闭合电路中。通常，只有在导体和半导体中，才能允许电荷作这类加速运动。于是，我们特别地将“电磁波”严格界定为：所有用加速电荷，或者加速电偶极子产生出来的波，以及只能在导体和半导体中传播的波的统一称谓。 对于绝缘固体，绝缘液体，绝缘气体而言，电荷被束缚在原地静止不动，无任何电荷可作上述那类加速运动。而实验表明，任何静止电荷都不会对外辐射电磁波。不过，费曼认为它们对外可以辐射实验上永远测量不到的“虚光波”。我们特别地严格规定：只有那些可以在绝缘体中传播的波，才是“光波”。 由于任何分子都是一种电偶极子，故而分子热运动都是一种电偶极子的加速运动。于是，基尔霍夫定律表明，不论是导体，半导体，绝缘体，只要它们的绝对温度高绝对于零度，都将对外辐射或者吸收相同波长的电磁波，即所谓的“热辐射”或“热吸收”。只有处于绝对零度的任何物体，既不对外辐射任何波长的电磁波，也不吸收任何波长的电磁波。我们将这种物质称作为绝对暗物质，或者绝对冰冻体，或者绝对的绝缘体。宇宙中，这种绝对暗物质即使大量地存在，我们也难以观测证实它
0、序言 “运动物体与时空坐标关系的基本准则---‘统一论’原理”[1]，是笔者2007年在中国科技论文在线所发表的一篇物理学论文。该文主要论证了在物理学中“绝对”与“相对”的判别准则，并论证了二者的统一性。笔者认为，当前的物理学研究已陷入深深的危机之中（希格斯玻色子的探测实际上已经失败，99.99996%相似度之说只能成为笑柄；所有对暗物质及引力波的探测也都无果而终；量子力学实际上已成玄学。当然对于这一观点，主流物理学家们是不会轻易认可的）。物理学危机的根源在于，整个物理学界根本不明白物理学最根本的问题是什么？或者认为物理学不存在什么根本问题。笔者认为，对物理学而言，存在着一个基础和指南意义的问题，认识不到这一问题，或者对这一问题认识错误，将导致物理学航船
的方向性错误，最终会导致整个航船在错误的航向上渐行渐远，或者导致航船的倾覆。物理即哲学，物理学的根本问题实质上就是哲学的根本问题，而哲学的根本问题是存在与意识的关系问题。存在与意识的关系问题，正是物理学的根本问题。当然，哲学的语言必须转化为物理学的语言才能在物理学中得到应用。“统一论”原理的发现为我们解决这一问题提供了理论依据。“统一论”原理的哲学表述就是“存在---一组连续的静态特征的集合；意识---一组连续的动态特征的集合。存在的本质特征在于其必然性和绝对性，意识的本质特征在于其相对性与偶然性”。这一哲学思想与任何旧的哲学思想有着显著的不同，实质上是人类哲学思想的一次新的革命。“存在就是必然”换言之就是“上帝不掷骰子”，而“上帝不掷骰子”正是爱因斯坦的一句名言。但遗憾的是，爱因斯坦一生也没有搞明白“绝对”与“相对”的真正关系，否则“统一论”应该由爱因斯坦来完成，而不是搞一个似是而非的“相对论”。如果我们坚信“统一论”原理是正确无误的，那么这一原理就是物理学航船所必须的罗盘。应用这一罗盘对照一下船的航向，我们立刻就会发现目前物理学理论中存在的问题有多么的严重。“统一论”原理说明客观世界根本不存在任何的偶然与随机，而是严格服从因果律。偶然与随机只是在意识的范畴之内是有意义的。“统一论”要求描述客观规律的物理学理论必须服从因果律和决定论，只有在一个事件的“时间效应”（任何事件必随时间产生质变）在一个不太久的时间内可以被忽略的条件下，偶然性与随机性才是有意义的。也就是说偶然与随机是相对的。显然，“狭义相对论”，“不确定原理”，“概率波”，“波粒二相性”等这些概念与“统一论”是不能兼容的。决定论曾经是牛顿、伽利略、拉普拉斯、笛卡尔、斯宾诺莎等科学、哲学先贤的坚定信仰。当我们为那些被一些学者用于否定决定论的概率论、浑浊理论、“蝴蝶效应”等找到了其应有的存身之处和表演舞台的时候，决定论复活的时候就自然来到了。 正是抱着这一信仰，笔者应用“统一论”思想，提出了粒子性物质的质量按规律的衰减才是万有引力产生和宇宙膨胀的根本原因。而物质质量衰减所经历的时间，就是物理学家们上天入地遍寻不得的物理学绝对时间。这一认识也彻底弥补了以宇宙各向同性为参照来定义绝对时间的不足（宇宙并非严格各向同性）。同时，也使“统一论”原理具有了完整的意义，消除了理论中的瑕疵。“统一论”与“狭义相对论”、“不确定原理”，“概率波”，“波粒二相性”等理论之间的矛盾，是必须要解决的问题。笔者经认真研究，终于发现“狭义相对论”、“不确定原理”，“概率波”，“波粒二相性”、“麦克斯韦电磁波理论”等理论从根本上来讲全部是错误的。当然，国内也同样有许多对物理科学有浓厚兴趣和不懈追求的“官科”或“民科”学者，都或多或少的发现了这些理论所存在的问题。同时，也有不少学者所提出的
120 八。波动、通讯物理和信息技术 §8.1. 振动和波 振动是物质的一种运动形态。考虑一个弹簧，把它的上端固定，下面挂着一个质量为 m 的物体。弹簧被拉长时，它就对拉它的物体施加一个反方向的拉力。当弹簧被压缩时，它就对压缩它的物体施加一个反方向的推力。按照胡克定律，弹簧对物体施加的力 F 正比于弹簧端点偏离自然平衡点的距离 x ，可以写作 F = - k x. 这里 k 称为弹簧的弹性系数，负号是表明力的方向是和 x 的方向是相反的。 现在取向上为 x 为正值的方向，物体所受的力为弹簧的拉力和地心引力之和。 F = - k x - m g. 如果物体保持静止，物体所受的外力的总和应该是零，F = 0, 这样定出弹簧的拉伸长度 x 0 为 .0k mg x -= 如果开始时物体放于弹簧的拉伸长度不等于 x 0 的某位置 x 1 处，则以后物体将在平衡位置附近作振动，物体的运动可以写作 .cos )()(010t m k x x x t x -+= 这是最简单的基本的振动，称为简谐振动。 物体在作简谐振动时，物体的位置周期性地改变，位置离开平衡位置数值的极大值称为振幅。在上式中振幅就是 x 1 - x 0 的绝对值。振动的周期 T 为： .2k m T π= 这个例子中振动的物理量是物体的空间位置。 物理学中发现振动的不一定是物体的空间位置，可以是某种物理量。例如交流电就表现为电压这个物理量随时间的变化就是简谐振动。物理量 E 的振动规律一般可以表述为： ).cos()(?ω+=t A t E 物理量的振动在空间中传播出去就是波。如果波是在一个方向上传播，物理量 E 的波动规律一般可以表述为： .2cos ),(??? ? ??+??? ??-=?λπT t x A t x E A 为振幅，λ 为波长， T 为周期， ? 为初位相。波的位相传播速度为： .T v λ= 如果波是从一点发出而向四面八方均匀地向外传播，这就是球面波，物理量 E 的波动规律一般 可以表述为： .2cos ),(??? ? ??+??? ??-=?λπT t r r A t r E 波的传播是物理量振动的传播，不简单是有粒子射过去。从水面波的传播来看，水面波表现为水的表面上下振动，在水面波向外传播出去的过程中，并没有水向外流出去。水面波是一种横波，
物体显示颜色的原因 【目的和要求】 通过实验了解透明物体的颜色是由它透过的色光决定的；不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。 【仪器和器材】 三棱镜，白色光屏，平面镜，狭缝，红色玻璃和蓝色玻璃，红纸和蓝纸。 【实验方法】 1．按图2．10－1组装并调整好实验装置，指出从棱镜的出射面射出不同颜色的色光，由于它们从棱镜射出时的方向稍有不同，因此，照到白色光屏的不同位置，在屏上得到彩色的光带。 2．在棱镜和光屏之间先后放红色玻璃和蓝色玻璃。这时，在光屏上的彩色光带只能见到红色或蓝色的光带。表明红色或蓝色玻璃只能透过红光或蓝光，其他色光都被它吸收了，眼睛接收到透明体透过的色光是什么颜色，我们就感觉透明体是什么颜色。 3．在光屏上先后贴上红纸和蓝纸，光屏上的彩色光带只有被红光或蓝光照射的部分是亮的。表明红纸或蓝纸只反射红光或蓝光，其他颜色的色光都被它吸收了。白色光屏可以反射各种颜色的色光。不透明物体反射什么颜色的色光到我们眼里，我们就感觉不透明物体是什么颜色。 4．在白纸上写红字和蓝字，在暗室中，分别用红光和蓝光（在手电筒前面加红色玻璃或蓝色玻璃即可获得）照射，让同学看纸上是否有字及其颜色。再在白光照射下观察，与原来的结果相比较。这个实验能够引起同学的兴趣，并加深理解不透明体的颜色。 在白纸上用红颜色写字，在红光照射下，看到的都是红色；在蓝光照射下，看到的是蓝纸上写黑颜色的字。白纸上写蓝字，在红光照射下，看到的是红纸上写黑颜色的字；在蓝光照射下，看到的都是蓝色。 【注意事项】 本实验应在暗室中进行，效果才较好。 紧记：赤橙黄绿蓝靛紫。。。。。。 彩虹为什么是拱形的 光在不同介质表面发生折射，由于地球是球形，球体周围覆盖着不同密度的水汽（在不同的高度有不同的密度）
光波与电磁波的区别 摘要当今物理界都说光波是电磁波，电磁力是由光子来传递的，这是真的吗？其实这是不正确的，因为光波根本就不是电磁波。 关键词光波；电磁波；区别 Abstract Nowadays，the physical world is saying that the light wave is electromagnetic wave，the electromagnetic force is transmitted by the photon，is this true？In fact，this is not true，because the light is not the electromagnetic wave. Key words the difference between electromagnetic wave and electromagnetic wave 光波是由固定的三个微中子的波动组合而成的（详情请参阅本人拙作《光子为什么具有波粒二重性》），所以它的质量、能量是一定的，是一份一份的，是量子化的，并且它的传播是不要介质的[1-4]。而电磁波是由电流引发的微中子（中子的微子）场振荡，就像水波一样，它的能量不是量子化的，是连续性的，可以具有任意大小的值，并且电磁波必须依靠中微子场传播。可见光波与电磁波有着本质的区别[5-9]。 那光波的速度和电磁波的速度为什么相同呢？ 首先，光波的速度不是固定的C值，只有从电子上发射出来的光子才具有固定的C值，比喻说当一个A粒子和一个微中子组合生成一个光子时，这个光子的速度基本上不是C值，而电磁波的传播速度则是恒定的C值。 那为什么我们所见的光波都是C值呢？ 我们所见的光波都是C值，那是因为只有从电子上发放出来的光波我们才看得到，其他的光波我们看不到。 顺便说一下光子也不是电磁力的传播粒子，微中子才是电磁力的传播粒子。电磁力是由A粒子和C粒子产生的（电子是由A粒子和C粒子结合生成的，详情请参阅拙作《宇宙的起源与演化》或者《电荷与磁力的关系》），A粒子和C 粒子就像风扇，中微子就像空气，磁场就像风扇的风场，电磁力就像风扇两端的吸力和排斥力。但A粒子是两个中微子生成的，A粒子和一个中微子生成光子，光子和一个中微子生成C粒子，可见光子无法穿过A粒子和C粒子，只有微中子才能穿过。因此光子不能传递电磁力，微中子才可以。 参考文献
光学 电磁波和相对论 1、折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象． 2、折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比． 表达式：sin θ1 sin θ2 ＝n 12，式中n 12是比例常数. 注：在光的折射现象中，光路是可逆的． 3、折射率：光从真空（或空气）射入某种介质发生折射时，入射角i 的正弦与折射角r 的正弦比值。反映了光在介质中的偏折程度，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小． 定义式：n ＝sin θ1 sin θ2，不能说n 与sin θ1成正比，与sin θ2成反比．折射率由介质本身的光 学性质和光的频率决定． 计算式：n ＝c v ，因为v 1. 光波模式 按照经典的电磁理论，电磁波的运动规律由麦克斯韦方程组决定，单色平面波是该方程的一个特解，它的通解可表示为一系列的单色平面波的线性叠加。在自由空间里,具有任意波矢的单色平面波都可以存在，但在一个有边界条件限制的空间如激光器的光学谐振腔内，只可能存在一系列独立的具有特定光波矢的单色平面驻波。这种可以存在于谐振腔内，并以波矢为标志的单色平面驻波称为光波模式。不同波矢的单色平面驻波为不同的光波模式。考虑到每一个电磁波有两种独立的偏振状态，故每一个波矢对应两个具有不同偏振方向的光波模式。下边我们来求解一个体积为z y x V ???=的立方体空腔中可以独立存在的光波模式数。 该空腔示意图如图1.2.1所示，由驻波条件可知，存在于此立方体空腔内的光波模式的波矢量必须满足下列条件： y z k x m x k y n k z q πππ?=????=???=?? (1.2.1) 式中，m 、n 、q 都为正整数。每一组不同的m 、n 、q 数值的组合便对应了一个光波矢，或两个不同偏振态的光波模式。在以x y x k k k 、、为坐标轴的波矢量空间坐标系的第一卦限内，每一个点代表一个允许存在的光波矢，如图1.2.2所示。 图1.2.1 立体空腔 图1.2.2 波矢空间 由(1.2.1)式可知，在波矢空间中，相邻两个光波矢对应点之间的间隔3个坐标轴方向的分量分别为 x y z k x k y k z πππ? ?=?????=??? ??=??? (1.2.2) 因此，每个光波矢在波矢空间中所占有的体积元为 3 3 x y z k k k x y z V ππ???==??? (1.2.3) 在波矢空间中，数值大小处在范围内的波矢量K 对应点都在以原点为球心、以k 为径、以dk 为厚度的薄球壳内。考虑到波矢量驻波条件决定了它的3个分量只能取正值，因此，可以存在于体积为V 的空腔内的光波矢在波矢空间中所占体积是该球壳体积的1/8，即。用它除以每个光波矢在波矢空间的体积元（1.2.3）式，可得出在体积为V 的空腔内、波矢量数值处于~k k dk +范围内的光波矢量数为： 222k dk H V π = (1.2.4) 由于知c dk c k /2,/2/2νππνλπ?===,可以算出在V 体积空腔内、频率处于νννd +~范围内的光波矢量数为 234d H V c πνν= (1.2.5) 因为光波模式数是光波矢量数的2倍，故最后得到存在于体积为V 的空腔内、频率为νννd +~如范围内的光波模式数为: 23 8d M V c πνν= (1.2.6) 定义单色模密度为腔内单位体积、频率为ν的单位频率间隔中的光波模式数，即 dM m dVd νν = (1.2.7) “光波”和“电磁波”这二者真的是一概完全相同、没有任何物质属性上的区分的物理波吗？除了频率不同之外。事实上，“光波”和“电磁波”这二者的物质属性相差很大。麦克斯韦“一切光波都是电磁波”的假设，在真实的物理世界中并非完全如此，尽管有著名的赫兹的电磁波实验作为该假设成立的一个重要的物理证据。自19世纪长期以来，标准的中学和大学的物理教科书，都自以为是地有意混淆了“光波”和“电磁波”之间显而易见的物理差别。 电荷作空间长度变化的加速运动，或者电荷作半径变化的匀速圆周运动，或者电荷作半径不变的匀加速圆周运动，都将对外辐射电磁波。可是，要想使得电荷发生这类加速运动，必须是在导电固体，或者电解液，或者导电气体所构成的闭合电路中。通常，只有在导体和半导体中，才能允许电荷作这类加速运动。于是，我们特别地将“电磁波”严格界定为：所有用加速电荷，或者加速电偶极子产生出来的波，以及只能在导体和半导体中传播的波的统一称谓。 对于绝缘固体，绝缘液体，绝缘气体而言，电荷被束缚在原地静止不动，无任何电荷可作上述那类加速运动。而实验表明，任何静止电荷都不会对外辐射电磁波。不过，费曼认为它们对外可以辐射实验上永远测量不到的“虚光波”。我们特别地严格规定：只有那些可以在绝缘体中传播的波，才是“光波”。 由于任何分子都是一种电偶极子，故而分子热运动都是一种电偶极子的加速运动。于是，基尔霍夫定律表明，不论是导体，半导体，绝缘体，只要它们的绝对温度高绝对于零度，都将对外辐射或者吸收相同波长的电磁波，即所谓的“热辐射”或“热吸收”。只有处于绝对零度的任何物体，既不对外辐射任何波长的电磁波，也不吸收任何波长的电磁波。我们将这种物质称作为绝对暗物质，或者绝对冰冻体，或者绝对的绝缘体。宇宙中，这种绝对暗物质即使大量地存在，我们也难以观测证实它们的存在性。目前我们人类认识遥远的星体和星系，以及它们的化学组成，或者粒子组成，都是借助它们对外辐射的电磁波的频谱。由于这类绝对暗物质既不对外辐射任何波长的电磁波，也不吸收任何波长的电磁波，使得我们暂时还没有可靠、可信的技术手段去证实这种绝对暗物质的存在。任何已知常见的物体和粒子，只要它们的绝对温度等于零度，就全是暗物质。 1、地震波与其它波动现象（如，光波、电磁波）一样，有反射、透射、衍射、散射等现象； 也满足：惠更斯原理（Huygens’Principle) 和费尔马原理（Fermat’s Principle)。但控制地震波传播的最基本原理仍是牛顿定律，即：牛顿定律在连续介质力学中的表达形式 PS、弹性力学的物理基础: 牛顿定律在多体问题中的应用（弹性力学的研究对象是有大量“质点”构成的“质点系”，是典型的“多体问题”。） 2、光学中的Fermat定理：“光在介质中传播的路径为走时（travel-time)最小的路径” 地震学中的Fermat定理：地震波在介质中传播的路径为走时最小的路径. 条件：a介质均匀 b高频近似：Fermat定理是地震波的高频近似解（当高频近似条件不满足时，地震波的传播不能够用Fermat定理来描述，必须严格求解原始的波动方程） PS、高频近似：地震波的特征波长远小于所研究问题的特征尺度。 3、地震射线：能量束的宽度（d）反比于频率（f）：当时，能量束成为“线”（射线）（能量越大，波动越小，可视为射线） 4、非均匀介质中的地震射线 射线 f d 1∝ +∞ → f0 → d 5、在一定的边界条件下（自由边界条件下——边界上无任何力），弹性波动方程还给出面波和自由振荡解。 A 体波：P 波，S 波 B 面波 C 自由震荡 6、体波 在无界弹性介质中，存在两种基本类型的弹性波：（体波） PS 、体波：Vp>Vs ，理论上说应该先摇后颠，但事实上是先颠后摇，是因为地球密度不同，波有弯曲，所以波从地下过来，而非从旁边过来，这种从地下来的波叫体波 (1) 纵波（Longitudinal wave, or Compressional wave)：质点振动方向与振动（能量）传播方向一致 --传播速度为： (2) 横波（Transverse wave, or Shear wave)：质点振动方向与振动（能量）传播方向垂直 --传播速度为 纵波速度比横波速度大（一般为： ） 因此，在地震记录上纵波总是首先到达。 ρE V P =ρ μ=S V S p V V 3≈光波模式与光子态
光波与电磁波
地震波与其它波动现象如光波电磁波一样有反
相关主题
文本预览