Friday, April 26, 2024

機械波與電磁波的異同

機械波、電磁波都是波就應有很多共同規律,它們由於產生機理不同,也應有各自的特點。

相同點:
1、都有波的共性,如:都能產生反射、折射、干涉、衍射等現象。
2、波速、波長、頻率之間具有同樣的關係。
3、都由介質決定二者的傳播速度。
4、二者在不同物質中傳播時頻率不變。

不同點:
1、產生機理不同,機械波是由機械振動產生的;電磁波產生機理也不同,有電子的周期性運動產生(無線電波);有原子的外層電子受激發後產生(紅外線、可見光、紫外線);有原子的內層電子受激發後產生(倫琴射線);有原子核受激發後產生(伽馬射線)。
2、傳播機理不同:分別是質點間的機械作用和電磁場的交替感應。
3、機械波既有橫波又有縱波;而電磁波是物質波,屬橫波。
4、介質對傳播速度的影響不同
①電磁波和機械波的特點不同,機械波在介質中傳播的速度與介質有關,電磁波在介質中傳播的速度與介質和頻率均有關。
②機械波的傳播速度由介質決定,與頻率無關,即同種介質不同頻率的機械波傳播速度相同。如聲波在溫度15時的空氣中傳播速度為340m/s,溫度不同時傳播速度不同,但與頻率無關。
③在真空中傳播時,不同頻率的電磁波的速度相同,均為3×10的8次方m/s(光速)。
同一種電磁波在不同介質中傳播時,頻率不變(頻率電波源決定)、波速、波長發生改變,在介質中的速度都比在真空中速度小。
在同種介質中不同頻率的電磁波傳播速度不同,頻率越大,傳播速度越小。
④機械波不能在真空中傳播,電磁波能在真空中傳播,其原因是:機械波傳播的是振動形式,通過振動形式傳遞能量,其本身不是物質,故不能在真空中傳播;而電磁波是電磁場在空間的傳播,本身就是物質,在真空中可以傳播,而在介質中傳播速度反而受影響。

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