到目前为止,我们在本书中讨论过的波都相当容易想象。我们可以将直觉运用到涉及弹簧/质量、弦和空气分子的波上。但现在我们将换个话题,谈谈电磁波。由于多种原因,电磁波更难理解。首先,振荡的是电场和磁场,它们更难看到(这是一个讽刺的说法,因为我们用光来观察,而光是一种电磁波)。其次,场可以在各个方向上有分量,并且这些分量之间可以有相对相位(这在我们讨论极化时很重要)。第三,与我们处理过的所有其他波不同,电磁波不需要介质来传播。它们在真空中工作得很好。在 19 世纪后期,人们普遍认为电磁波需要介质,这种假设的介质被称为“以太”。然而,没有人能够观察到以太。这是有原因的,因为它并不存在。本章有点长。大纲如下。在第 8.1 节中,我们讨论了扩展 LC 电路中的波,这基本上就是同轴电缆。我们发现系统支持波,并且这些波以光速传播。本节旨在说明光是电磁波这一事实。在第 8.2 节中,我们展示了电磁波的波动方程如何遵循麦克斯韦方程。麦克斯韦方程控制着所有的电和磁,所以它们得出波动方程也就不足为奇了。在第 8.3 节中,我们将看到麦克斯韦方程如何限制波的形式。麦克斯韦方程中包含的信息比波动方程中的信息更多。在第 8.4 节中,我们讨论了电磁波中包含的能量,特别是用坡印廷矢量描述的能量流。在第 8.5 节中,我们讨论了电磁波的动量。在第 4.4 节中,我们看到,到目前为止讨论过的波都带有能量,但不带有动量。电磁波则两者都带有。1 在第 8.6 节中,我们讨论了极化,它涉及电场(和磁场)不同分量的相对相位。在第 8.7 节中,我们展示了振荡(并因此加速)电荷如何产生电磁波。最后,在第 8.8 节中,我们讨论了当电磁波遇到两个不同区域(例如空气)之间的边界时发生的反射和透射
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