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电磁波

1. 波函数与基本概念

电磁波的位移随时间或空间的变化可用正弦函数描述:

\[ y = A \cdot \sin (x + \phi) + y_0 \quad (t = t_0) \]
\[ y = A \cdot \sin (t + \phi) + y_0 \quad (x = x_0) \]
  • \(A\):振幅
  • \(\phi\):相位常数(横截距)
  • \(y_0\):初相位
  • \(y\):位移
  • \(t\):时间

常用关系式:

\[ \begin{aligned} y_{\max} &= A \\ T &= \frac{\lambda}{v} \\ f &= \frac{1}{T} \\ \lambda &= v \, T \end{aligned} \]

其中 \(f = \dfrac{v}{\lambda}\) 为频率。

2. 电磁波的产生

电磁波由 加速电荷 产生。依据 麦克斯韦方程组,变化的电场会产生磁场,变化的磁场又会产生电场,形成自洽的传播形式,即电磁波。常见产生方式包括:

产生方式 说明
天线辐射 通过交变电流在金属导体上产生电磁波
激光腔内受激辐射 在受激介质中产生相干光(电磁波)
电子加速器 高能电子的加速或减速辐射出电磁波