假設真空中有一個帶電荷的粒子,在其周圍則會產生出一個靜態電場,如果該粒子處於靜止狀態,那麼它周圍的電場也不會發生任何變化,而當我們將其進行加速時,就會使其獲得一定的速度。
根據狹義相對論,任何速度的改變都會導致電場的動態變化,在這一狀態下的粒子周圍則會產生出一個磁場,並擾動着外圍的電場,而電場又會在這種擾動下反過來擾動磁場。
當電場與磁場在不斷地相互擾動下,就會形成連鎖反應,並會以波的形式向四周擴散,這就是電磁波。
同時,由於帶電粒子加速度的不同,就會使振動的頻率發生改變,所產生出的電磁波能量也就各不相同,並會分成以下幾種類型,首先就是由7種不同顏色所組成的可見光。
除此之外,還有人眼不可見的紅外光、紫外光微波、X射線、無線電波以及伽馬射線。
雖然我們只能用肉眼觀察到可見光,但天文學家則能夠利用不同類型的電磁波來觀測宇宙,以此來獲得更為廣闊且詳細的宇宙圖像。
不僅如此,任何具有溫度的物體也都會發出電磁輻射。
當我們在微觀尺度下便會看到,物體的溫度是由內部原子的振動頻率所決定的。
首先,原子是由帶正電荷的原子核和帶負電荷的電子云所組成。
當原子運動時,電子云也會跟着振動,隨着這些電荷不斷的加速,就會產生出電磁波。
根據普朗克輻射定律,當物體的溫度升高時,其內部的粒子運動就會加劇,從而發出更強的電磁波能量。
所以在體溫約37左右的情況下,所有人都在無時無刻的發出着紅外光,只是我們無法用肉眼觀察到而已。
與此同時,電磁波還有個非常神奇的特性,偏振現象。
由於電子云與原子核是通過一種類似彈簧一樣連接在一起,當原子開始運動時,電子云也會在各個方向上振動。
由於其產生出的電磁波波形非常混亂,因此也被稱為飛天震波。假設我們將這種波照射到一個帶電粒子上,那麼它就會在電磁波中的電場與磁場的相互作用下,開始以和波同樣的方式進行震動。
而太陽也正是通過這種傳播方式,在無需任何戒指的情況下,就能將熱量從太陽表面傳遞到地球大氣層。
如果我們可以控制原子的震動方式,那麼電子云則會以三種特定的方式震動。
比如將小球與一根橡皮筋固定並拉向任意方向後鬆手就會看到其軌跡將出現橢圓形、直線或者圓形,而這種電磁波則會產生出規整的波形,因此也被稱為偏震波。
比如在無線電天線中,當原子沿着天線的軸向震動時,就會產生出非常整齊且具有線性偏震的電磁波。雖然我們的眼睛無法感知這種偏震特性,但他卻能影響着光與物質的相互作用。
就比如我們在看一場3D電影時,模糊的畫面就是由兩種偏震方向所投射出來的。
當佩戴上具有偏光屬性的3D眼鏡時,就能使每隻眼睛只能看到其中的一幅畫面,從而產生立體的效果。
並且由於電磁波也是一種波,所以也會相互疊加。如果將兩個相同的波風疊加在一起,就會得到兩倍的波風,反之則會完全抵消,這就是光的干涉現象。
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