電磁波的真實空間形態(tài)
我們見過水波,體會過聲波、沖擊波,但對于電磁波這種非常抽象的,且具有波粒二相性的“波”,在學術(shù)上我們有很多數(shù)學模型,但在科普上感覺上卻嚴重缺乏直觀的“物理模型”或者說”視覺模型“。
我們知道,一束電磁波在真空的傳播路徑是直線,但我們常??匆姶艌雠c電場相互垂直、且共同垂直于傳播路徑的函數(shù)概念圖,在磁場與電場的函數(shù)概念圖上,電磁波呈現(xiàn)出”波“的空間具體形狀。
但實際上,空間上是不存在”波狀“的電磁波,電磁波就是一條線,或者無數(shù)條線并列組成一束電磁波。
我們見過各種數(shù)值的變動分析圖吧,比如股票指數(shù)的折線圖,在里面,把股票的各種情況信息數(shù)值,以空間上不同高度的點的形式表示,呈現(xiàn)一條高低變動的折線。
股票市場本身也有空間上的波動嗎?并沒有。
概念圖上不同點的空間位置,代表的只是實際上某一事物的不同屬性,并非一定代表著空間含義。
而經(jīng)典的磁場—電場電磁波圖,具有一定的空間含義,卻并非代表了電磁波真實的空間形態(tài)。
磁場與電場落在坐標軸上的點,實際對應著空間中電磁波的位置,但坐標軸以外的點,卻是代表了空間中對應點的電磁屬性,而非實際位置!
互相垂直的磁場與電場,實際上是作用于空間同一點的,這是電磁波傳播路徑上的,某一點的場的性質(zhì),代表著電場/磁場的大小,只有空間位置,沒有實際大小。
波,實質(zhì)并非一定是實物的空間運動,而是一種狀態(tài)改變的傳遞。傳統(tǒng)的水波等,只是波的其中一種形式。我們可以舉一個例子,一排燈泡逐次亮起然后熄滅,這也是一束波,但顯然這并非是空間上的實際運動,而是一種狀態(tài)改變的傳遞。
電磁波就類似于一排逐次亮起熄滅的小燈泡,電場與磁場對應著小燈泡的亮度和顏色,這是小燈泡的一種運動以外的屬性,而非位置或運動狀態(tài)。
這樣理解電磁波,就能充分解答電磁波真實的空間形態(tài)了。