電光閃爍,揭秘光和電的本質(zhì),都是一種電磁波!
當(dāng)我們談?wù)摴夂碗姇r,其實是在討論同一種物質(zhì)不同形式的表現(xiàn)。光和電都是由電磁波傳播而來的,它們共同擁有一種重要特性——速度。光速即是電磁場的傳播速度,這也是我們所熟知的光速。光的傳播速度非???,約為每秒30萬千米。
電是一種在導(dǎo)體中流動的電子定向運(yùn)動所產(chǎn)生的現(xiàn)象。在電場力的作用下,導(dǎo)體中的電子會按照一定的方向進(jìn)行定向運(yùn)動,從而產(chǎn)生磁場。電流的大小可以通過單位切面上的電流量來表示,而這個電流量實際上就是電子的定向運(yùn)動速度。
我們常常聽到導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生電流這樣的說法,這其實是一種形象的描寫。雖然以洛侖茲分力作用的電子理論可以解釋這個現(xiàn)象,但并不完全準(zhǔn)確,因為導(dǎo)體晶體點陣中的電子并不是靜止的。只有在外加電場力的作用下,電子才能脫離原子核的束縛力,產(chǎn)生定向運(yùn)動。這個電場力是由動變磁場產(chǎn)生的渦旋電場力。
電磁場對電子的運(yùn)動具有重要影響。當(dāng)電流通過導(dǎo)體時,周圍會形成磁場,而這個磁場又會對周圍的電荷產(chǎn)生作用力。這種相互作用被稱為電磁感應(yīng),它使得電子在導(dǎo)體中沿著一定方向移動,這個運(yùn)動過程就被描述為電流。我們稱這個移動的電子也可以叫作載流子,而導(dǎo)體材料的各項參數(shù)以及當(dāng)前的電場狀態(tài)將會影響其載流能力。
電子以電子云的形式圍繞原子核,核束縛強(qiáng)力的變化會引起電子的運(yùn)動變化,而這種變化既可以是外界因素如溫度和壓力等的作用,也可以是電場的影響。電場的作用不僅會導(dǎo)致電子定向排列,還會引起電子的移動。
電荷和電子的運(yùn)動變化會產(chǎn)生電磁波,即變化的電場會產(chǎn)生變化的磁場,而變化的磁場又會產(chǎn)生變化的電場。這樣的變化過程會不斷復(fù)發(fā),向遙遠(yuǎn)的空間輻射傳播。
光和電本質(zhì)上是由電磁波傳播而成的物質(zhì)。電子在導(dǎo)體中的定向運(yùn)動產(chǎn)生了磁場,而磁場又對電荷產(chǎn)生作用力,這就是電磁感應(yīng)。電子的運(yùn)動變化會產(chǎn)生電磁波的傳播。因此,光和電都是電磁波的表現(xiàn)形式,它們有著緊密的聯(lián)系和相互影響。