什么是電磁波(Electromagnetic Wave)？

電磁波這一術語描述了電磁輻射（EMR）在空間中的運動方式。電磁波的不同形式是由它們的波長來區分的，波長從許多碼（米）到小于原子核直徑的距離不等，從無線電波經過微波、可見光、紫外線和X射線到伽馬射線，被稱為電磁頻譜。電磁...

電磁波這一術語描述了電磁輻射（EMR）在空間中的運動方式。電磁波的不同形式是由它們的波長來區分的，波長從許多碼（米）到小于原子核直徑的距離不等，從無線電波經過微波、可見光、紫外線和X射線到伽馬射線，被稱為電磁頻譜。電磁波有很多應用，在科學和日常生活中，射電望遠鏡探測來自太空的無線電波，一種電磁輻射的形式光波在許多方面，電磁波的行為類似于水上的漣漪，或聲波在空氣等介質中傳播的行為透過一道有兩條窄縫的障礙物，可以看到一種明暗條紋的圖案。這叫做干涉圖樣：當一條狹縫的波峰與另一條狹縫的波峰相遇時，它們互相加強，形成一條明亮的條紋，但當波峰與波谷相遇時，它們就會抵消，留下一條暗條紋。光也可以繞過障礙物，就像港灣墻周圍的破浪板：這被稱為衍射，這些現象證明了光的波動性質。

X射線不能穿透鉛裙板長期以來，人們一直認為，光和聲音一樣，必須通過某種媒介傳播。這被稱為"以太"，有時拼寫為"以太"，被認為是填充空間的無形物質，但是，固體物體可以不受阻礙地通過乙醚。通過乙醚對不同方向的光速的影響來探測乙醚的實驗都沒有找到任何證據，這個想法最終被否決了。很明顯，光和其他形式的電磁輻射，物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋因其對電磁學的研究而聞名波長和頻率就像海浪一樣，電磁波有波峰和波谷，波長是波的兩個相同點之間從一個周期到另一個周期的距離，例如，一個峰值或波峰與下一個峰值之間的距離。EMR也可以用它的頻率來定義，它是在給定的時間間隔內經過的波峰的數目。所有形式的EMR都以相同的速度傳播：光速。因此，頻率完全取決于波長：波長越短，頻率越高。

光在電磁波中傳播波長更短或頻率更高的能量，電磁輻射比波長較長或頻率較低的電磁波攜帶更多的能量。電磁波所攜帶的能量決定了它對物質的影響。低頻無線電波輕微地擾動了原子和分子，而微波則使它們移動得更猛烈：材料受熱。X射線和伽馬射線的沖擊力更大：它們能打破化學鍵，把原子中的電子碰撞成離子，因此被稱為電離輻射。電磁波的起源19世紀物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋（James Clerk Maxwell）的工作確立了光與電磁學之間的關系。這導致了電動力學的研究，在電動力學中，電磁波（如光）被視為電磁場中的擾動或"波紋"，由于帶電粒子的運動而產生的。與不存在的乙醚不同，電磁場只是帶電粒子的作用范圍，而不是有形的物質。以后的工作，在20世紀早期，電磁輻射也有類似粒子的特性。組成電磁輻射的粒子叫做光子。雖然看起來矛盾，但電磁輻射可以表現為波或粒子，這取決于所進行的實驗的類型。這被稱為波粒二象性它也適用于亞原子粒子，整個原子，甚至相當大的分子，它們有時都可以表現為波。波粒二象性是隨著量子理論的發展而出現的。根據這個理論，"波"代表在給定位置找到一個粒子（如光子）的概率。粒子的波狀性質和波的類粒子性質引起了大量的科學爭論和一些令人難以置信的想法，但對于它的實際含義卻沒有達成一致在量子理論中，當亞原子粒子釋放能量時，就會產生電磁輻射。例如，原子中的一個電子可以吸收能量，但它最終必須下降到一個較低的能級，并以電磁輻射的形式釋放能量。這取決于對它的觀察方式，這種輻射可以以粒子或電磁波的形式出現。現代科技的許多應用都依賴于電磁波無線電、電視、移動電話和互聯網依賴于通過空氣、空間或光纖電纜傳輸射頻電磁輻射。用于錄制和播放DVD和音頻CD的激光器使用光波對光盤進行寫入和讀取。X光機是醫學和機場安全的重要工具。在科學方面，我們的知識對宇宙的分析主要來自于對來自遙遠恒星和星系的光、無線電波和X射線的分析危險人們并不認為低能電磁波，如無線電波，是有害的。然而，在較高的能量下，電磁輻射會帶來危險。電離輻射，例如X射線和伽馬射線可以殺死或損害活細胞，也可以改變DNA，從而導致癌癥。醫用X射線對病人的風險被認為可以忽略不計，但是經常接觸X射線的放射技師會穿上鉛圍裙（X射線無法穿透），以保護自己陽光，會導致曬傷，如果暴露過度，也會導致皮膚癌。

全范圍的電磁波被確定為電磁頻譜。