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weijinfeng 发表于: 2008-9-06 02:58 来源: 中国有线电视技术
电磁学——电磁波
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电磁学——电磁波
【电磁波】 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。如图3－83所示。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，无线电广播中用用的波长在10～3000米之间，分长波、中波、中短波、短波等几种。传真（电视）用的波长是3～6米；雷达用的波长更短，3米到几厘米。电磁波有红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。各种光线和射线，也都是波长不同的电磁波。其中以无线电的波长最长，宇宙射线的波长最短。
无线电波 3000米～0.3毫米。
红外线 0.3毫米～0.75微米。
可见光 0.7微米～0.4微米。
紫外线 0.4微米～10毫微米
X射线 10毫微米～0.1毫微米
γ射线 0.1毫微米～0.001毫微米
宇宙射线
小于0.001毫微米
麦克斯韦于1865年从理论上证明电磁波的传播速度应等于光速。因此他认为光波就是电磁波。1890年经赫兹于火花放电的实验中发现谐振现象后，证实电磁波的存在，并证实无线电波与光波，仅由之间的区别仅仅在于其频率的高低，无线电波频率较低。麦克斯韦关于光为的电磁波学说，只是从波动的角度描述了光的波动性，对于波长较长的电磁波，如微波和无线电波等，主要表现为波动性、但对于波长短的光波则在表现出其波动性的同时，也表现出粒子性。20世纪初爱因斯坦进一步提出了光的粒子性—一光子的概念，直到20世纪20年代在光的波动和粒子二重性的基础上，又发展出一门新的理论——量子力学。
【爱因斯坦】 Einstein，Albert（1879～1955年）物理学家。生于德国，1933年迁居美国。在物理学的许多部门中都有重要贡献。其中最重要的是在二十世纪初的一些新发现的推动下，建立了狭义相对论（1905年）；并在这基础上推广为广义相对论（1916年）。还提出了光的量子概念，并用量子理论解释了光电效应，他在阐明布朗运动、辐射过程、固体比热和发展量子统计等方面也有很多贡献。爱因斯坦曾访问过中国，正当他在上海时得知，由于他在理论物理和对量子理论方面的贡献而被授予1921年诺贝尔物理奖，但由于当时对相对论还有争议，而在授奖时并未提及他这一伟大贡献后期致力于相对论“统一场论”的建立，企图把电磁场和引力场统一起来，但无成效。爱因斯坦的理论，特别是相对论，揭示了空间-时间的辩证关系，加深了人们对物质和运动的认识，具有重要的历史意义。他的理论反映了自然科学唯物主义的倾向。
【赫兹】 Hertz，Heinrich Rudolph（1857～1894年）德国物理学家，生于汉堡。初习工程，后改物理学。入柏林大学随赫尔姆霍兹研习物理，后为其助手。麦克斯韦在1864年预言电磁波的存在。赫兹在1886年至1888年之间，用振荡的电火花产生高频电磁波，使这种电波在一定距离处不与它相联的导线回路中产生相同的电磁振荡，又证实光波与电磁波相同。因此发现电磁波，从而证实了麦克斯韦电磁理论，并开创了无线电、电视和雷达的发展途径。自1889年起赫兹在波昂大学任物理学教授，1894年元旦因患毒血证病逝波昂，年仅三十七岁。人们为纪念赫兹在电磁波方面的成就，用其名作为频率之单位。称之为赫兹常用英文字母Hz表示，简称为赫。
【赫兹振荡器】 赫兹振荡器如图3－84中左端所示，变压器T使金属板C与C′充电，这对金属板经由空隙P放电，空隙便成为偶极振荡器。电磁波沿PX方向传播，电场矢量将平行于Y轴，磁场矢量则平行Z轴。为了接收电磁波，赫兹利用一短导线，作成圆形，并留一小空隙；此项设计称为共振器。用在这类实验上的共振器直径必须比波长小，若放置一共振器，使其面与波的磁场垂直，变化的磁场在共振器中感应一电动势，结果在共振器空隙间产生火花。如果共振器之平面平行于磁场，则不能感应电动势，因此在空隙中无火花。欲产生电磁驻波，赫兹置一反射面（由良导体制成）于Q，在这样的情况下，当共振器位于磁场之节点上时，无论其方向如何，将表现有无感应电动势（或火花）。然而在磁场的反节点上，当共振器垂直磁场时火花最大。沿直线PQ移动共振器，赫兹发现节点与反节点之位置及磁场方向。借量度两相邻节点间距离，赫兹能计算波长λ，因已知振荡器之频率，利用方程式c=λγ，能计算出电磁波之速度。由此方法，赫兹为电磁波传播速度求得第一个实验值。
【赫兹实验】 赫兹在柏林大学随赫尔姆霍兹学物理时，受赫尔姆霍兹之鼓励研究麦克斯韦电磁理论，当时德国物理界深信韦伯的电力与磁力可瞬时传送的理论。因此赫兹就决定以实验来证实韦伯与麦克斯韦理论谁的正确。依照麦克斯韦理论，电扰动能辐射电磁波。赫兹根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理，设计了一套电磁波发生器，见图3－85。赫兹将一感应线圈的两端接于产生器二铜棒上。当感应线圈的电流突然中断时，其感应高电压使电火花隙之间产生火花。瞬间后，电荷便经由电火花隙在锌板间振荡，频率高达数百万周。由麦克斯韦理论，此火花应产生电磁波，于是赫兹设计了一简单的检波器来探测此电磁波。他将一小段导线弯成圆形，线的两端点间留有小电火花隙。因电磁波应在此小线圈上产生感应电压，而使电火花隙产生火花。所以他坐在一暗室内，检波器距振荡器10米远，结果他发现检波器的电火花隙间确有小火花产生。赫兹在暗室远端的墙壁上覆有可反射电波的锌板，入射波与反射波重迭应产生驻波，他也以检波器在距振荡器不同距离处侦测加以证实。赫兹先求出振荡器的频率，又以检波器量得驻波的波长，二者乘积即电磁波的传播速度。正如麦克斯韦预测的一样，电磁波传播的速度等于光速。1888年，赫兹的实验成功了，而麦克斯韦理论也因此获得了无上的光彩。赫兹在实验时曾指出，电磁波可以被反射、折射和如同可见光、热波一样的被偏振。由他的振荡器所发出的电磁波是平面偏振波，其电场平行于振荡器的导线，而磁场垂直于电场，且两者均垂直传播方向。1889年在一次著名的演说中，赫兹明确的指出，光是一种电磁现象。第一次以电磁波传递讯息是1896年意大利的马可尼开始的。1901年，马可尼又成功的将讯号送到大西洋彼岸的美国。20世纪无线电通讯更有了异常惊人的发展。赫兹实验不仅证实麦克斯韦的电磁理论，更为无线电、电视和雷达的发展找到了途径。
当然，以上是一种简略的说法。李鉴增、焦方性先生在他们编著的《有线电视综合信息网技术》(人民邮电出版社，1999.7)一书中，对电磁波在各种介质中传播的做了比较详细的数学分析，书中的结论是，同轴电缆中的高频电流主要在内外导体表面一个薄层内流动，内、外导体中流过的电流方向相反，需要传输的电磁波及其能量就在两导体之间沿轴向传播；在同轴电缆电缆中传播的电磁波可以是“横电磁波（TEM波）”（P22）.
没有能力做“形象描述”，只提供一点线索请楼主自己去找、自己去描述吧。
[ 本帖最后由 lintkk 于 2008-9-15 09:50 编辑 ]
说这么多他能看明白么？