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电磁波和光是一回事吗?----一元二态物理科普2 1865年,英国科学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,并推导出电磁波的传播速度等于光速,同时得出结论:光是电磁波的一种形式。通俗一点讲,就是光和电磁波是一回事。 1888年,德国物理学家赫兹,设计了一套电磁波发生器和一个用开口铜环做成的检波器来探测电磁波。在屏蔽的暗室内,检波器距发生器10米远,结果他发现检波器上确有小火花产生。接着,他计算出电磁波的传播速度,正如麦克斯韦预测的一样,这个速度等于光速,从而验证了电磁波的存在。 赫兹实验成功了,麦克斯韦理论因此获得了无上的光彩。此时此刻,极个别的不同声音,早已被彻底淹没在人们欢呼雀跃的海洋里。 毫无疑问,赫兹实验证实了电磁波的存在。然而,仔细审视赫兹实验接收装置,可以发现:检波器产生的小火花,是光电效应的结果。而爱因斯坦是用光子的概念,来解释光电效应的。也就是说,检波器产生的小火花,本质是光子从铜环开口端表面激发出电子的结果。 既然赫兹实验的接收装置证明了光的粒子性,如果“光和电磁波是一回事”的话,那么,光的粒子性和电磁波的波动性就是相矛盾的。同一个实验怎么会给出这样相互矛盾的两个结论呢?实验过程无疑是客观事实,那么,问题就肯定出在人们对实验的理解和解释上了。 仔细观察赫兹实验发射装置,可以发现:发生器周期地向四周辐射光子,每次辐射出的不计其数的光子,共同形成一个光子环,在三维空间中扩展开来。这些以光速向外传播的一系列光子环共同构成的波才是真正的电磁波。 可见,电磁波是疏密相间的光子群扩散运动而形成的波,以光速运动的光子只是电磁波的载体而已。因此,光和电磁波是两个完全不同的概念。 综上所述,赫兹实验既证明了电磁波的存在,又证实了光的粒子性。如果把光比作空气,那么,光子就是空气分子,光束就是风,电磁波就是空气中的声波。
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