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摘要：本文首先从麦克斯韦电磁场原理、电磁场与电磁波这三个方面，简单阐述了电磁波的发现，接着探讨了电磁波的奥秘，包括了电磁波的传播以及空间某处的磁场出现了变化，在其四周是否会产生电磁波的问题。希望给广大高中生学习电磁波提供有价值的参考。
关键词：电磁波；奥妙；窥探
在高中物理学习过程中，和电磁波相关的物理知识，在如今的高中物理必修课程中所占据的分量虽然不是特别重要，可是在毕业考试之中多多少少会出现有关电磁波方面的知识。并且，随着信息化科学技术的不断发展，这些知识在科技领域中运用越趋广泛，应当引起高中学生的重视，提升物理学习效率。
一、电磁波的发现
（一）麦克斯韦电磁场原理
所谓的麦克斯韦电磁场原理有两个支柱：一个是变化的电场产生的磁场；另外一个就是变化的磁场产生的电场。比如，在内壁非常光滑且水平放置的玻璃圆环之内，存在着一个直径小于玻璃圆环口径的带正电的小球，此时此刻以速率是V0沿着逆时针方向匀速运动。假设在这一空间忽然加上竖直向上、磁场感应的强度B，就会随着时间成正比例增大的变化磁场。如果设小球运动时电量不变，则：①小球受到磁场力持续变大；②小球对玻璃杯的压力持续变大；③磁场力始终对小球不做功；④小球先从逆时针方向开始做减速运动，经过一些时间以后，顺时针方向进行加速运动。
首先，由于玻璃环位置有着均匀变化的磁场，对于带正电的小球开始做功，从楞次定律评估或者判断出电场方向是顺时针。在电场力的作用下，小球首先沿着逆时针方向开始进行减速运动，经过一些时间以后，沿着顺时针方向开始做加速运动。小球在水平面中沿着轨迹半径方向受到了两个力：一个是磁场洛伦兹力，还有一个就是环的弹力N，这两个力矢量始终提供向心力。思考到小球速度大小的改变以及方向的改变、磁场高低的改變，洛伦兹力一直与运动方向垂直，因此磁场力不做功。所以，最后正确的选项是3和4。
（二）电磁场
依据麦克斯韦电磁场原理，变化的磁场与电场一直是紧密相连的，构成一个不能分离的统一场，也就是所谓的电磁场。而磁场与电场就是该电磁场的具体表现。要充分了解电磁场是一个统一的整体，需要按照麦克斯韦电磁场理论中的两个关键点来阐述：在变化的磁场四周空间会出现涡旋电场，在变化的电场四周空间会产生涡旋磁场。如果变化的电场变强，那么磁感线就会沿着某个方向转动，这时在磁场变弱的时候，磁感线就会沿着反方向转动。假设电场不变是静止的，那么就不会出现磁场。同样的道理，变弱以及变强的电场四周也会出现不一样旋转方向的磁场，所以，变化的电场在其四周出现磁场，变化的磁场四周出现电场。某一个场忽然变弱，就会使另外一个场出现，如此，周期性变化的磁场与电场互相激发，构成电磁场链环环相扣[1]。
（三）电磁波
实际上电磁波就是变化的磁场与电场从出现的区域从近到远向四周空间传播，从而构成电磁波。而电磁波发射的基本条件就是应当具备很高的频率；其次应当构成开放电路。电磁波的特征就是：第一，电磁波是横波。在电磁波传播方向的随意一点，场强E与磁感应强B都和传播方向垂直并且伴随着时间变化，所以电磁波为横波。第二，电磁波传播根本不需要介质，只需要在真空中进行传播，其波速是c=3.0*108m/s。第三，波长、频率、波速三者之间的关系就是：c=f。
二、电磁波的奥秘
（一）电磁波传播问题
电磁波里面最为简单的一种形态就是真空之中传播的平面正弦电磁波，在高中物理中所阐述的就是这一种。平面电磁波就是朝着一个方向传播的电磁波，其存在整个空间，场强在和传播方向垂直的平面中，具备一样的值。例如Z轴是传播方向，而E和B是和Z和t相关，和x、y没有关系的，波面是和Z轴垂直的平面。电磁波给出的某处的E值与B值，表示过这一处的波面中一切点的场强值，针对该点不可模糊[2]。
某平面电磁波朝着Z方向传播，经过较短的时间，其波形平移，则处在参照系的观察人员发现空间电场在过A点的波面中，变化是ΔE，方向是朝下的。该电场变化，肯定会激发磁场的产生。所以，O系观察人员除去看到电场以外，还看到了磁场。直接观察曲线的斜率是对坐标Z的变化率，并非是对时间的变化率。根据磁场波波形平移，可以观察到磁场变化，进而激发出涡旋电场。这就是磁场与电场互相激发，进而构成电磁波的根本原因。
（二）空间某处的磁场出现了变化，在其四周是否会产生电磁波
按照麦克斯韦的电磁原理，变化的磁场产生电场，而变化的电场产生磁场，假设电场以及磁场的变化都是均衡的，那么四周空间就会产生出稳定的电场与磁场，也就不会再出现变化电场以及磁场，如此一来就不会出现电磁波。只有周期性变化的电场在其四周空间产生周期性变化的磁场，该周期性变化的磁场在其四周空间产生新的周期性电场，如此变化的磁场与变化的电场互相交替产生，进而从朝着四周空间从近到远传播才可以构成电磁波。
三、结束语
在高中物理学习过程中，不仅需要增强自身对于物理基础知识的了解，还需要关注到部分理论知识的探讨，例如电磁波。假设因为这部分知识不是重点，就不去学习，不去研究，那么对于往后深入学习物理知识是非常不利的。
（作者单位：湖南广益实验中学）
参考文献
[1]杨新兴.环境中的电磁波污染及其危害[J].前沿科学，2014，8（01）：13-26.
[2]林敏.电磁波在非磁化等离子体中衰减效应的实验研究[J].物理学报，2015，64（05）：321-327.
关键词：电磁波；奥妙；窥探
在高中物理学习过程中，和电磁波相关的物理知识，在如今的高中物理必修课程中所占据的分量虽然不是特别重要，可是在毕业考试之中多多少少会出现有关电磁波方面的知识。并且，随着信息化科学技术的不断发展，这些知识在科技领域中运用越趋广泛，应当引起高中学生的重视，提升物理学习效率。
一、电磁波的发现
（一）麦克斯韦电磁场原理
所谓的麦克斯韦电磁场原理有两个支柱：一个是变化的电场产生的磁场；另外一个就是变化的磁场产生的电场。比如，在内壁非常光滑且水平放置的玻璃圆环之内，存在着一个直径小于玻璃圆环口径的带正电的小球，此时此刻以速率是V0沿着逆时针方向匀速运动。假设在这一空间忽然加上竖直向上、磁场感应的强度B，就会随着时间成正比例增大的变化磁场。如果设小球运动时电量不变，则：①小球受到磁场力持续变大；②小球对玻璃杯的压力持续变大；③磁场力始终对小球不做功；④小球先从逆时针方向开始做减速运动，经过一些时间以后，顺时针方向进行加速运动。
首先，由于玻璃环位置有着均匀变化的磁场，对于带正电的小球开始做功，从楞次定律评估或者判断出电场方向是顺时针。在电场力的作用下，小球首先沿着逆时针方向开始进行减速运动，经过一些时间以后，沿着顺时针方向开始做加速运动。小球在水平面中沿着轨迹半径方向受到了两个力：一个是磁场洛伦兹力，还有一个就是环的弹力N，这两个力矢量始终提供向心力。思考到小球速度大小的改变以及方向的改变、磁场高低的改變，洛伦兹力一直与运动方向垂直，因此磁场力不做功。所以，最后正确的选项是3和4。
（二）电磁场
依据麦克斯韦电磁场原理，变化的磁场与电场一直是紧密相连的，构成一个不能分离的统一场，也就是所谓的电磁场。而磁场与电场就是该电磁场的具体表现。要充分了解电磁场是一个统一的整体，需要按照麦克斯韦电磁场理论中的两个关键点来阐述：在变化的磁场四周空间会出现涡旋电场，在变化的电场四周空间会产生涡旋磁场。如果变化的电场变强，那么磁感线就会沿着某个方向转动，这时在磁场变弱的时候，磁感线就会沿着反方向转动。假设电场不变是静止的，那么就不会出现磁场。同样的道理，变弱以及变强的电场四周也会出现不一样旋转方向的磁场，所以，变化的电场在其四周出现磁场，变化的磁场四周出现电场。某一个场忽然变弱，就会使另外一个场出现，如此，周期性变化的磁场与电场互相激发，构成电磁场链环环相扣[1]。
（三）电磁波
实际上电磁波就是变化的磁场与电场从出现的区域从近到远向四周空间传播，从而构成电磁波。而电磁波发射的基本条件就是应当具备很高的频率；其次应当构成开放电路。电磁波的特征就是：第一，电磁波是横波。在电磁波传播方向的随意一点，场强E与磁感应强B都和传播方向垂直并且伴随着时间变化，所以电磁波为横波。第二，电磁波传播根本不需要介质，只需要在真空中进行传播，其波速是c=3.0*108m/s。第三，波长、频率、波速三者之间的关系就是：c=f。
二、电磁波的奥秘
（一）电磁波传播问题
电磁波里面最为简单的一种形态就是真空之中传播的平面正弦电磁波，在高中物理中所阐述的就是这一种。平面电磁波就是朝着一个方向传播的电磁波，其存在整个空间，场强在和传播方向垂直的平面中，具备一样的值。例如Z轴是传播方向，而E和B是和Z和t相关，和x、y没有关系的，波面是和Z轴垂直的平面。电磁波给出的某处的E值与B值，表示过这一处的波面中一切点的场强值，针对该点不可模糊[2]。
某平面电磁波朝着Z方向传播，经过较短的时间，其波形平移，则处在参照系的观察人员发现空间电场在过A点的波面中，变化是ΔE，方向是朝下的。该电场变化，肯定会激发磁场的产生。所以，O系观察人员除去看到电场以外，还看到了磁场。直接观察曲线的斜率是对坐标Z的变化率，并非是对时间的变化率。根据磁场波波形平移，可以观察到磁场变化，进而激发出涡旋电场。这就是磁场与电场互相激发，进而构成电磁波的根本原因。
（二）空间某处的磁场出现了变化，在其四周是否会产生电磁波
按照麦克斯韦的电磁原理，变化的磁场产生电场，而变化的电场产生磁场，假设电场以及磁场的变化都是均衡的，那么四周空间就会产生出稳定的电场与磁场，也就不会再出现变化电场以及磁场，如此一来就不会出现电磁波。只有周期性变化的电场在其四周空间产生周期性变化的磁场，该周期性变化的磁场在其四周空间产生新的周期性电场，如此变化的磁场与变化的电场互相交替产生，进而从朝着四周空间从近到远传播才可以构成电磁波。
三、结束语
在高中物理学习过程中，不仅需要增强自身对于物理基础知识的了解，还需要关注到部分理论知识的探讨，例如电磁波。假设因为这部分知识不是重点，就不去学习，不去研究，那么对于往后深入学习物理知识是非常不利的。
（作者单位：湖南广益实验中学）
参考文献
[1]杨新兴.环境中的电磁波污染及其危害[J].前沿科学，2014，8（01）：13-26.
[2]林敏.电磁波在非磁化等离子体中衰减效应的实验研究[J].物理学报，2015，64（05）：321-327.