揭秘电磁纠缠：无线电波永久存在

电和磁一直相互联系，相互“纠缠”，相伴相生，谁也离不开谁，但起初人们并没有意识到这一点。

古代希腊人喜欢用一种树脂的化石琥珀做装饰品，他们在研磨加工这种石头时，发现用毛织物摩擦过的琥珀，可以吸引小绒毛等一些较轻的东西。后来根据希腊文的“琥珀”一词，演化并创造了一个新词——“电”。用一块绒布摩擦玻璃棒以后，玻璃棒可以吸引小纸片，说明玻璃棒带上了电。如果用同样方法，使另外一根玻璃棒也带上电，然后使它们靠近，这时它们不是互相吸引，而是互相推斥。但是如果把其中的一根换成火漆棒，也使它摩擦后带上电，然后使它们互相靠近，两根棒却迅速地靠拢，互相吸引。这说明电荷间存在着相互作用的斥力或吸力，而且火漆棒和玻璃棒所带电荷的性质不同。

电场

电场是指电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。与通常的实物不同’电场不是由分子或原子所组成的’但它是客观存在的。电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。电场的力的性质表现为电场对放入其中的电荷有作用力’这种力称为电场力。电场的能量性质表现为当电荷在电场中移动时’电场力对电荷做功。

对于这两种棒上带电的不同。起初，人们分别叫它们为“玻璃性的”电和“树脂性的”电。1735年，法国科学家达费伊把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫作正电荷，把用毛皮擦过的胶木棒所带的电荷叫作负电荷。正电用符号“+”表示，负电用符号“-”表示。经过长期的实验和摸索，人们总结出电的一个重要规律：同性相斥、异性相吸。带电的棒之所以会吸引小纸片，是因为它带上了与棒上相反的电。摩擦可以使物质的原子失去（或得到）电子，电场也可以起同样的作用。带正电物体的电场，会把不带电物体的电子吸到靠近自己的一头，使这个物体一头带负电，另一头因为少了电子，就带正电。如果外面的电场去掉后，电子又会各归原位，使它对外又不显得带电了。要是在电场还没有去掉时，就把那个物体一刀两断，这两段就都成为带电体了。

慈石

“磁铁能够吸铁”’我国古代劳动人民早就发现了这个现象。东汉以前人们把“磁石”叫作“慈石”’意思是它能像慈爱的母亲一样’把周围的铁吸引到自己的身边。

磁场

对放入其中的小磁针有磁力的作用的物质叫作磁场。磁场显示出对穿越该区域的电荷或置于该区域中的磁极有机械力的作用。磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质。磁体周围存在磁场’磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。

电和磁是一对“孪生兄弟”，其特性有很多类似之处。一块磁铁在吸铁时，并不需要与铁接触，即使离开一段距离也可以。这个现象与电荷之间的作用很相像。同样，也可以用“场”来解释，即磁铁的周围存在着磁场，磁场就像是磁铁伸向四方的无形的手。这些“手”有个特点，它并不是什么东西都拉的，它只对钢、铁等物质感兴趣，而对于像铜、铅这类东西不感兴趣，就不去拉它们。磁铁也有“同性相斥、异性相吸”的规律，但有意思的是，如果开始两块磁铁是相吸的，当把其中的一块掉个头，它们就相斥。这说明，一块磁铁上同时具有两种极性，分别叫作南极和北极。这样，它们之间的作用规律就与电荷类似了，两个南极（或北极）靠近时，互相排斥；一个南极与一个北极靠近时，互相吸引。(www.xing528.com)

对于磁与电的关系，直到19世纪初，在许多科学家对电和磁进行深入研究后，才肯定了电能生磁，并且确定了直流电产生的磁场是不变的，称为恒定磁场，而交流电产生的磁场是变化的，称为交变磁场。

电生磁

自从发现了电能生磁这个规律后，大大地扩展了它的应用范围，人们做出了各种生产工具，如电磁铁、自动开关等。然后很自然地想到，能不能反过来，使磁也能够生电呢？科学家开始了新的探索。经过七八年的努力，科学家终于想到电流之所以能生磁，因为它是一种电子的运动。那么是不是也要运动的磁场才能产生电呢？他们抽动放在用导线绕成的线圈中的磁铁，并同时观察电流表。到了见证奇迹的时候，世界上第一次用磁产生的电“出世”了。而且发现，插入时会产生电流，拔出时也产生电流，但是电流的方向正好相反。插、拔的速度越快，产生的电流也越大。这种处在磁场中的导体由于磁场变化而产生电的现象，我们称之为电磁感应。

磁生电

电和磁总是这样形影不离，只要有电流，就有磁场，反之只要有磁场的变化，也会产生电场。如果让变化的电场和变化的磁场能够相互“纠缠”起来，不断向外延伸，就形成了我们所要认识的电磁波。电磁波是电磁场的一种运动形态，是在空间传播的周期性变化的电磁场。电场和磁场的振动方向相互垂直，两者也垂直于波的传播方向。

电磁场的运动

同相振荡且互相垂直的电场和磁场在空间中以波的形式移动’其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面’有效地传递能量和动量。电磁波也是一种波，与其他波的描述相同，描述电磁波的基本特征参量包括：振幅（A）、波速（v）、波长（λ）、频率（f）和周期（T），各参量之间的关系如下：v=λ/T=λf。其中，电磁波在自由空间的波速v=3×10⁸米/秒。

形形色色的电磁波

电磁波，按照频率由低到高，可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线和宇宙射线，而我们所说的无线电波，按照国际电信联盟的规定，频率在3000吉赫以下的电磁波，包括极低频、超低频、特低频、甚低频、低频、中频、高频、甚高频、特高频、超高频、极高频、至高频，分别对应极长波、超长波、特长波、甚长波、长波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、毫米波、丝米波，其中分米波、厘米波、毫米波和丝米波称为微波。