
电磁波的产生可以用能量的观点来科普,我想分为几个部分来阐述。
电场是交换静电荷作用力的物理场,磁场是交换运动电荷作用力的物理场,从能量的角度来看,电场和磁场是以电荷(带电粒子)为表现形式的两种能量存在形式,而场的建立在空间分布上需要时间。
一、电场的建立需要时间
为什么电场的建立需要时间,而且恰好是光速?(以下虽然有民科的味道,但是应该可以科学验证)个人感觉,之所以电磁波有光速是因为电荷的产生需要时间,而不是传播需要时间,这就解决了以太问题。1887年,迈克耳孙(A.A.Michelson)和莫雷(E.W.Morley)的实验早就用事实推翻了以太的假设,不知道为何上面还有人大谈以太?
我们来看看电场是如何建立的?一个中性的原子电荷是平衡的,对外不产生电的特性,但是如果剥夺电子就成为带电原子即离子,于是产生了可以交换电荷作用力的静电场。其实任何一种电场早就依靠实物而存在,只是因为平衡所以不能被感知。虽然量子领域不可用宏观经验来认知,但是为了让大众了解,不得不举个例子:当我们把一团吸在一起的磁珠拿掉一个而不会被吸回去的过程是需要时间和空间的,而且分离的瞬间是固定的速度,就是不管你如何小心,先前用力大小总有一个突然的分离的速度,这个速度与你用力大小无关,是一个常量!就如卫星要不落地必需达到宇宙第一速度(注意这只是类比说明。2020年8月6日更)。而原子领域发生的事情,电荷平衡被打破的时候使用的速度都一样,正是这个原因造就了真空中的光速常量。也就是说电磁波并不是依靠介质传播的,是依靠时间的流逝记录电荷分离和结合的事件而产生的结果。换个说法,就是发生过的事情只要需要时间就会在时间的维度上留下变化的痕迹。电场的建立是由于量子领域的物理变化或能量形式的转化需要时间,我通常会说:宇宙有多大,任何一颗带电的粒子就有多大,夸张的说我们的身高体宽其实跟宇宙一样的尺寸……因为场的分布在数学上是无限空间的。我看到的亿万光年前的星球就是一个例子,其实星球就有亿万光年这个尺寸,只是你用透镜汇聚了原点,就如阳光被聚焦,但是其实阳光是洒满整个宇宙空间的。
因为时间关系,下回再聊电磁波的本质!
