电动力学
真空中的电磁波
观察 E、B 与传播方向两两垂直,E 与 B 同相振荡,且真空中振幅满足 E₀/B₀ = c。
器材
- 频率和场振幅可调的横波显示器
- 真空传播轴与波长刻度
- E 与 B 的相位和振幅读数
实验步骤
设置传播条件
实验中可将窄带源送入真空室,或使用已校准波导。设定并记录频率,再测量相邻同相点之间的波长。
比较场的方向
在固定位置比较 E、B 箭头与传播轴。旋转偏振面,确认两个场矢量始终垂直于传播方向。
检验频率、波长与相位
保持真空介质不变而改变频率,测量新波长并计算 fλ,与 c 比较。在同一位置读取 E、B,确认极大值与过零点重合,并检查 E₀/B₀。
模拟
实验历史
1865年,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦综合电学、磁学与光学,指出变化的电场和磁场会以与测得光速一致的速度传播为波。他的理论预言了可见光以外的电磁波。
海因里希·赫兹在1887—1888年的实验中产生并探测到无线电波,证实了麦克斯韦理论的重要预测,包括反射和干涉。本模拟展示真空中的理想平面波:场为横向且同相,振幅满足 E₀/B₀ = c。