简述电磁波产生的原理(电磁波产生的方式包括)

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物理学的本质是测量和描述。

物理量的测量。

物理定律的描述。

最好用数学语言来描述物理规律，因为数学语言能很好地反映测量数据之间的关系。

，数学语言并不是完美的语言，仅用数学语言描述的物理规律是不完整的，因为经常会出现“根据公式盲目解释”的现象。

数学最明显的缺陷就是分不清相关性和因果性。

例如，阻力的定义

稍微有点物理基础的人都看得出来，这是一种盲目的解释，把“相关”当成了“因果”。

电磁学中其实有很多“根据公式盲目解释”的现象。

同样，麦克斯韦《电磁通论》中也从未出现过“改变电场产生磁场”、“改变磁场产生电场”等说法。

谈到涡旋电场，麦克斯韦将其归结为“涡旋电场伴随着一个变化的磁场，而变化的磁场是由电荷运动状态的变化引起的。”

谈到位移电流，麦克斯韦将其归结为“电荷位移的变化，即电荷的运动。既然是电荷的运动，就应该产生磁效应。”

“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”的说法，实际上违背了麦克斯韦最初的思想。而且，每当提到“电场的变化”或“磁场的变化”时，麦克斯韦都会马上提到电荷运动状态的变化。

麦克斯韦眼中的电磁场是一种分散在宇宙各处的“弹性介质”，电场和磁场分别代表了这种“弹性介质”的势能和动能。运动的电荷会对这种“弹性介质”产生扰动，称为“电磁扰动”，这种扰动的传播称为“电磁波”。

，麦克斯韦的观点不一定对，现在教科书上的俗语也不一定错。

，关于电磁波，笔者有必要澄清一些事情

我们通常所说的电磁波，确实是“电磁扰动”的传播，是电磁场的能量在空间的传播，而不是电场的能量和磁场的能量之间的相互转化。

麦克斯韦方程组可以求解

电磁波的电场分量和磁场分量同步变化！

如果你接受电磁波是“电生磁，磁生电”的交替过程，那么你就会认为在电磁波传播过程中，电场的能量和磁场的能量是相互转化的，电磁波的电场和磁场分量是互补的。

这根本不满足麦克斯韦方程组导出的波动方程的行波解！

(真的看到有人这样想，不自觉的违反了麦克斯韦方程组。)

不过事情还没完，还有电场的能量和磁场的能量互相转化的现象！

这是电磁振荡

此时电场分量和磁场分量是互补的，不再同步变化。

这个现象也是麦克斯韦方程组导出的波动方程的解，但只是驻波解！

驻波不在空间传播，相当于电磁场原地振荡，电磁场的能量不在空间传播。我们通常说的电磁波是行波，它能使电磁场的能量在空间传播，属于“电磁扰动”的传播。

至于什么时候是行波，什么时候是驻波？

要看有没有导体。自由空间中的电磁波是行波，与导体相互作用的电磁波是驻波。

顺便说一句

电荷不一定要周期性振荡才能产生电磁波。即使电荷稍微移动，也会产生电磁波。

请注意

波，不仅仅是正弦波。

波可以有任何波形，只要是物理量在空间的传播，就是波动方程的解。

非周期波实际上非常常见

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