电磁波产生的原理

电磁波产生的基本原理

电磁波产生的原理是变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。

按照麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在其周围空间要产生变化的磁场，而变化的磁场又要产生变化的电场。这样，变化的电场和变化的磁场之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远地在空间传播出去。

周期性变化的磁场激发周期性变化的电场，周期性变化的电场激发周期性变化的磁场。

电磁波不同于机械波，它的传播不需要依赖任何弹性介质，它只靠“变化电场产生变化磁场，变化磁场产生变化电场”的机理来传播。

当电磁波频率较低时，主要籍由有形的导电体才能传递；当频率逐渐提高时，电磁波就会外溢到导体之外，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。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。

电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。

在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，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，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。

举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户外时，仍然能感受到和煦阳光的光与热，这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。

扩展资料

电磁波频谱的范围极其宽广，是一种巨大的资源和电波传播的研究对象。主要研究几赫（有时远小于 1 赫）到 3000GHz 的无线电波（极长波到毫米波），同时也研究 3000GHz 到 384THz 的红外线、384THz 到 770THz 的光波的传播问题。

电波传播所涉及的媒质有地球（地下、水下和地球表面等）、地球大气（对流层、电离层和磁层等）、日地空间以及星际空间等。这些媒质多数是自然界存在的，但也有人工产生的媒质，如火箭喷焰等离子体和飞行器再入大气层时产生的等离子体等。

它们也是电波传播的研究对象。主要研究地下电波传播、地波传播、对流层电波传播、电离层电波传播和磁层电磁波等。这些媒质的结构千差万别，电气特性各异。但就其在传播过程中的作用可以分为 3 种类型：

①连续的（均匀的或不均匀的）传播媒质。如对流层和电离层等。

②媒质间的交界面（粗糙的或光滑的）。如海面和地面等。

③离散的散射体。如雨滴、雪、飞机、导弹等，它可以是单个的，也可以是成群的。

由于这些媒质的特性多数随时间和空间而随机地变化，所以与它相互作用的波的幅度和相位也随时间和空间而随机变化。因此，媒质和传播波的特性需要用统计方法来描述。