电磁波

[拼音]：diancibo

[外文]：electromagnetic wave

电磁场的一种运动形态。它以交变的电场和磁场相互作用、相互依赖而存在，是电场和磁场的波动运动。这种运动的能量，以光速在空间或以小于光速的速度在有限区域中传播。电磁波的波动性还表现在：在媒质交界面上的反射与折射；在障碍物后的绕射；以及互相干涉等。电磁波除波动性外还有粒子性，后者对无线电频率往往可以忽略。

1864年，J.C.麦克斯韦全面总结了电磁学的基本规律，提出了麦克斯韦方程组(见电磁场基本定理)，首先预言了电磁波的存在，并提出光的电磁波理论。1887年，H.R.赫兹用实验证实了电磁波的存在。20世纪以来，电磁波的理论和应用不断取得重大成就，包括无线电技术、微波技术和70年代发展起来的光波导技术的成就，使电磁波成为人类传递信息和能量的最重要形式之一，使通信(包括卫星通信、光纤通信)、广播、电视、遥控、遥测、遥感、雷达、无线电导航、制导等得以实现；并成为探索宇宙空间和研究微观世界的重要途径。

电场强度E 和磁场强度H在垂直于电磁波传播方向上的分量之比称为波阻抗。横电磁模（见电磁波模式）的波阻抗仅与所在媒质的参数有关。

电磁波的运动意味着能量的流动。规定能流密度矢量(或坡印亭矢量)S为垂直于运动方向的单位面积上流过的功率，S＝E×H。

对于随时间简谐变化的电磁波，其每秒内的振动次数称为频率f（单位：赫），ω =2πf 称为角频率；根据电磁波传播速度v可以确定其波长λ＝v/f，相应地规定传播常数（即波数）k=2π/λ。不同频率（或波长）范围的电磁波具有不同的物理特性。电磁波的整个频率范围称为电磁谱(见彩图)。

电磁波的三种基本传播形式(均匀无界媒质)是平面波、柱面波和球面波。平面波由无限大平面源激发，其波前（等相位面）是平行平面簇；柱面波由无限长直线源激发，其波前是同轴圆柱面簇；球面波由点源激发，其波前是同心的球面簇。它们的场强在远离波源处与距离的关系分别为公式符号。式中，z、ρ 分别为前两种情况下观察点到波源的垂直距离;r为球面波到观察点的距离。远离场源处的柱面波或球面波的局部波前接近于平面波。