电磁波的真实空间形态
我们见过水波,体会过声波、冲击波,但对于电磁波这种非常抽象的,且具有波粒二相性的“波”,在学术上我们有很多数学模型,但在科普上感觉上却严重缺乏直观的“物理模型”或者说”视觉模型“。
我们知道,一束电磁波在真空的传播路径是直线,但我们常常看见磁场与电场相互垂直、且共同垂直于传播路径的函数概念图,在磁场与电场的函数概念图上,电磁波呈现出”波“的空间具体形状。
但实际上,空间上是不存在”波状“的电磁波,电磁波就是一条线,或者无数条线并列组成一束电磁波。
我们见过各种数值的变动分析图吧,比如股票指数的折线图,在里面,把股票的各种情况信息数值,以空间上不同高度的点的形式表示,呈现一条高低变动的折线。
股票市场本身也有空间上的波动吗?并没有。
概念图上不同点的空间位置,代表的只是实际上某一事物的不同属性,并非一定代表着空间含义。
而经典的磁场—电场电磁波图,具有一定的空间含义,却并非代表了电磁波真实的空间形态。
磁场与电场落在坐标轴上的点,实际对应着空间中电磁波的位置,但坐标轴以外的点,却是代表了空间中对应点的电磁属性,而非实际位置!
互相垂直的磁场与电场,实际上是作用于空间同一点的,这是电磁波传播路径上的,某一点的场的性质,代表着电场/磁场的大小,只有空间位置,没有实际大小。
波,实质并非一定是实物的空间运动,而是一种状态改变的传递。传统的水波等,只是波的其中一种形式。我们可以举一个例子,一排灯泡逐次亮起然后熄灭,这也是一束波,但显然这并非是空间上的实际运动,而是一种状态改变的传递。
电磁波就类似于一排逐次亮起熄灭的小灯泡,电场与磁场对应着小灯泡的亮度和颜色,这是小灯泡的一种运动以外的属性,而非位置或运动状态。
这样理解电磁波,就能充分解答电磁波真实的空间形态了。