电磁波是怎样传播的，传播过程中电场、磁场怎样相互转化？

Question

如题所述

Answer 1

电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。

　　其速度等于光速c（每秒3×10^8米）。在空间传播的电磁波，距离最近的电场（磁场）强度方向相同，其量值最大两点之间的距离，就是电磁波的波长λ，电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。

　　通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少，电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。

　　电磁波为横波，可用于探测、定位、通信等等。

也可参考：http://www.dz3w.com/component/antenna/antenna8.htm

参考资料：http://baike.baidu.com/view/1015.htm

Answer 2

一楼说的是“无限大”“平面”电磁波在“真空”“各相同性介质中”的传播方式，其他其实还有电磁波在各向异性，光纤，金属……中的传播，有无限多种情况。如果你真的想了解电磁波传播本质的话，插一句：我是学光学的，学了一学期的光子学和电动力学，我也很难用物理语言准确的描述电磁波传播方法，要是大概说的话，就是变化的电场可以在周围产生磁场，变化的磁场可以在周围产生电场，这样电磁波就传播了。为什么呢？是因为麦克斯韦方程组中，电场方程中有一个磁场的一阶偏导项，而磁场中有一个电场一阶偏导项。

相对于物理，电磁学其实更像一门数学学科。它的本质全在麦克斯韦方程组里。电磁波的所有结论都是由麦克斯韦方程组推出的。它是怎么来的？呵呵，他其实像万有引力定律一样——是总结出来的，说白了就是蒙的，但是至今没有发现反例（当然，后来爱因斯坦发现了牛顿理论的反例，就创立了相对论力学）。麦克斯韦在发现这个方程组后，发现方程组里多出来一项，他就把它命名为位移电流，也就是后来大家说的电磁波。

扯远了，呵呵。总之，电磁波在各种不同物质中传播的方式都可以用麦克斯韦方程解出。比如在真空中电磁波是横波，但在各向异性介质中一束光就分成了两束，在光纤中就不是横波了，甚至金属里直接就把电磁波吸收了！为什么？其实都只是解方程解出来的，是很难用简单的常识去理解的。

至于电磁场的转化，其实还是因为麦克斯韦方程组中，电场方程中的那个磁场偏导项，和磁场中的那个电场一阶偏导项。如果你要问什么是一阶偏导的话，那通俗一点理解就是：【电场值正比于最后磁场值-初始磁场值/经历时间】。但是电场能量和磁场能量的和是定值，所以可以一直传播下去。

参考书：上网上搜搜麦克斯韦方程组，诺贝尔物理学奖获得者波恩的光学原理，和郭硕鸿的电动力学。。。如果你还没学过高数，就先看看高数吧，呵呵