激发我撰写这组文章的原因主要有三点:
一、女王雪梅在马跃案中分享了一段趣事,提及手机接收异常信号后发生电磁巨变;
二、关于防辐射服的商业争议,虽然打假者子在深圳败诉,但其背后问题依然值得探讨;
三、我所收到的众多民科邮件中,有人使用所谓的“波”概念来解释现有物理体系,其中一些说法难以直接反驳,特别是在对方使用非科学界通用语言时。
鉴于以上情况,《波的科普》系列文章应运而生,旨在普及与波相关的知识。通过让读者了解波的物理原理,他们在遇到与波相关的问题时能有自己的判断力。
波是指有规律传播的扰动。机械波是机械扰动的传播,而电磁波则是电磁扰动的传播。本文将简要介绍机械波和电磁波的产生方式和传播规律,以机械波为例展开讨论。
以声音传播为例,黑色的点代表空气分子,其疏密表示空气分子的不同密度。当有一个持续而稳定的音源时,声音在空气中传播会引起空气分子的密度周期性变化。这种密度变化在某一特定时间随空间分布呈现规律性,从密度最大点到相邻密度最大点的距离即为波长。分子的密度随时间变化,从密度最大的时刻到下一密度最大的时刻为周期。
我们还需了解声速与介质内部单元的相互作用力有关。相互作用力越大、介质密度越低,声波的传播速度越快。不同介质中声波的传播方式也有所不同。例如,固体中由于内部单元间存在切向力量,因此可以有纵波和横波两种传播方式。
对于纵波而言,其振动方向与波的传播方向一致;而横波的振动方向则垂直于波的传播方向。这两种波在固体中的传播速度不同,因此发生时,人们可以通过探测纵波和横波的传播情况来争取逃生时间。
至于电磁波,则是一种无需介质的传播方式。电场和磁场的交替变化会产生电磁振荡,从而形成电磁波。与机械波不同,电磁波可以在真空中传播,且其振荡方向与传播方向垂直。电磁波的传播速度在真空中为光速,历史上麦克斯韦曾光的本质就是电磁波。
无论是机械波还是电磁波,它们在现实生活中都有着广泛的应用。了解它们的原理和特性有助于我们更好地理解周围的世界。对于那些因未知而产生的恐惧和误解,我们应该以科学的态度去面对和解释。
在接下来的文章中,我们将从纯物理的角度深入探讨波与物质之间的相互作用方式。希望通过这一系列文章,读者们能对波有更深入的理解和认识。