首先，在这两个合并的问题中，似乎需要一些关于语言的简单但重要的规范。
- 光不是“所谓的电磁辐射”,简单地说,它是电磁辐射,以及我们通常称为“声音”的物理现象,是在空气中的压力波动,通过空气本身作为波;电磁辐射也是一种波在空间中传播的现象,但这两种波现象有一个基本的区别:e.m.波不需要任何物质中旅行,hince可以旅行即使在真空(甚至更好,受原子的存在!),而声音,通过定义压力波在介质可能只在材料媒介(也许你知道,声音也在水中传播的经历,但它也通过固体像马裤墙,这样你就可以听到你的邻居和你在一个房间,在真空中,声音这种现象是不存在的,因为在真空中没有介质可以施加机械压力。
- 现在让我们来研究“为什么光是一种电磁辐射”:这个问题听起来就像是在问“为什么声音是在空气中传播的压力波动?”(但也会问“铁为什么是铁?”或“木头为什么是木头?”)。“光”一词是用来指物理效应的词,因此它是一种现象的名称,没有提及现象本身的性质和对它的轻描淡写。
澄清了我们这一问题的逻辑框架之后,用一些词语来解释所谓“光”现象的物理性质,以及为什么你现在读到和听到“光是一种电磁辐射”这句话似乎是合适的。为此,我认为简要回顾一下历史可能会有所帮助。早在电磁被研究和理解之前,科学家们就对被称为“光”的现象的物理性质感到好奇,但当然没有什么结果;艾萨克·牛顿致力于一个模型的光流的粒子,虽然自己表现,作为第一,分裂的实验白光的光谱颜色我们知道,类似于一个漂亮的波现象,当然小但他可以猜的真实本性粒子的光。在此之前进行的实验中,海根斯的理论与光呈现出的波浪形的特性非常接近,他提出了一个光的波浪形模型,但同样没有人能够对光波的性质做出合理的猜测。争端之际,科学家关于光的粒子/波模型长时间再次肆虐,尽管波浪模型取得进展了随着时间的推移,一些实验证据支持的衍射和干涉,还是没有人最轻微的海浪的真实本性的主意,即使第一个实验室测量光速的19世纪已经进行一半左右。这是这次审查中重要的一步,因为第一次将法国物理学家希波吕特·菲索(Hippolyte Fizeau)在1848-49年建立的方法和实验解决方案交给了研究人员,以便重复进行测量并评估误差,荷兰天文学家罗默(Roemer)早在一个多世纪前就巧妙地完成了对光速的第一次真正测量,这一结果要合适得多,也负担得起,但它的精度却非常低,这是实验室的成就。在第一次表现之后的几年里,菲佐自己和他的朋友——竞争对手福柯又一次重复了这种测量。随着实验技术的改进和精度的提高,“c”的值也随着时间的推移而逐渐缩小,现在被认为是正确的。
因此,在19世纪下半叶,光速的巨大价值,如此难以发现,当然是众所周知的,大多数科学家同意波模型,但没有人仍然对那些“被称为光”的波的性质有丝毫的了解。平行历史推出了在同一时间跨度:简单地说,发展静电学/电动带电池的发明发现完全不可预见的电流/现象发现电流产生磁场效应(直到比一直只知道好奇心自然永久磁铁)的形式,最后最重要的两个不可思议的影响:
- a)磁效应随时间的变化会在受影响的空间中产生与电池相同的效应,即能够在所涉及的导体中产生电流(这是所有机电发电机运行的关键);
- b)但在a)中产生的电流本身又是磁效应的来源,与a)中考虑的原始磁效应重叠;
- c)最后,天才詹姆斯·克拉克·麦克斯韦选出的最重要的结果是:如果电场体积的空间(同样会导致头发猪鬃)这个电场变量随着时间的推移,它的作用直接仿佛电流(即移动电荷)飞卷,hince变量电场产生一个磁场,就像一个移动的电荷(=电流)发生在相同的体积,但电场可以存在没有物质的支持,这是在真空中,所以变量电场产生一个磁场本身就是变量,因为e.f。由一个变量,变量和磁场产生又反过来电场e变量:所有这一切是一个自我持续的现象组成的行波的电场和磁场相互之间的交织和生成,和效果可以自由发展即使在完美的真空,没有任何物质的支持。
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在1861年写下了控制电磁现象的数学方程,从这些方程中可以得出一个波方程,它描述了上面粗鲁地描述的移动的电磁波;这波的旅行速度可推论的从这个方程通过众所周知的物理参数和完全匹配的价值光速通过实验室测量,而且无论频率的波方程是有效的。辐射,所以E.M.辐射光似乎是一个非常特殊的整个电磁波谱的微小时间间隔(麦克斯韦首先发现了这个词)。一旦发现了好的轨道,很容易认识到,只要有一个光源有电荷捕捉和释放的能量通过快速移动:e.m.白炽灯丝的灯泡灯丝的温度高只不过是电子在高能级的自发衰变的不稳定从而释放出多余的能量es e.m.波包,也是在火焰的灼热的气体;同样,在LED结或激光光源中,大量的电子有序地沿晶格的能隙下降。
