國立台灣師範大學物理系 物理教學示範實驗教室(網站) 物理問題討論區 (黃福坤)
我們也針對科學教學建立開課系統:科學園,讓老師更方便運用網路科技輔助教學,歡迎教師多加利用! 中學物理(維基)
(學習物理不只是know HOW 更重要的是 know WHY, 歡迎參考聞名全球的物理動畫, 英文網頁NTNUJAVA以動畫為主) 白話物理
關鍵詞 最近 物理名詞中英檢索 無法登入或系統功能不正常回報
討論區首頁 >>1997/6月-2001/4月間 問題討論區資料 >>林老師的專屬討論區>>電磁波行進的模型(lin)
本區 註冊登入 者方可留言 備用網站網址 http://enjoy.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/
本討論串由 黃尚賢 設定狀態為:提出問題,等待討論
電磁 標題:電磁波行進的模型(lin)
1:lin (大學)張貼:1998-04-28 23:57:00:
張貼者:lin
lin 於 April 28, 1998 at 23:57:48 留言



我們知道一個移動中的電子會產生電場與磁場,其方向可用[服萊明
左手定則]來判斷
但是當我們說電磁波時其電場與磁場與波的行進方向三者垂直 ,
如高中物理第四冊第44頁圖19-11,我想請教老師:這個圖精確嗎?
今天我們設波的行進方向為x軸,那麼雖然電場與磁場與行進方向
垂直,難道說所有的電場方向都會固定在同一平面嗎?而且對同一
x軸位置而言,其電場不會是[同時]向四面八方而發射嗎?我覺得這個圖
的模型似乎把電磁波的行進想成一顆移動中的電子(但其電.磁場
卻會呈相反方向的來回振盪)還請老師指導!謝謝!

2:lin (大學)張貼:1998-04-29 16:29:00: [回應上一篇]
張貼者:黃福坤
黃福坤 於 April 29, 1998 at 16:29:49 留言

回應 lin 於 April 28, 1998 at 23:57:48:

的意見 :
一個移動中的電子會產生電場與磁場,這句話有一點問題?

觀察 相對於你 靜止的電荷時,你會觀察到 電場的存在。
觀察 相對於你 等速運動的電荷(電流)時,你會觀察到 磁場的存在。
觀察 相對於你 加速運動的電荷時,你會觀察到 電磁波的存在。


若電子在 X-Y平面上,沿著X-軸加速運動時,電磁波電場的方向不會在 Z 方向上。
若沿著Y軸,則電場只會在 X方向,(參考動畫 電磁波的行進
若在其他X-Y 平面上的點,則 電場只會在X-Y 平面上。
若沿著X軸則會發現沒有電磁波。
請參考電磁波相關書籍,看其分佈圖。


3:lin (大學)張貼:1998-04-29 21:42:00: [回應上一篇]
張貼者:lin
lin 於 April 29, 1998 at 21:42:32 留言

回應 黃福坤 於 April 29, 1998 at 16:29:49:

的意見 :
1.請問老師的回答是否有筆誤?因為老師對電子沿x-軸加速運動時出現兩種結果,
可否請老師再說明一下?謝謝!
2.老師說[加速運動的電荷會產生電磁波]那麼我可以反推說有電磁場的地方就會
有加速移動的電子存在嗎?我是認為不可以!因為光也是一種電磁波,可是卻沒有人說
光裡面含有加速移動的電子!不曉得我這樣推導對嗎?
3.加速移動的電子其移動方向是否就代表電磁波的行進方向?
4.從高中物理課本只能找到相對於靜止電荷所產生的電場方向
至於等速運動及加速運動的電荷不曉得該如何定義出其電場的方向?
又等速運動的電荷就不會產生電場嗎?
5.為何所有我看到的書當它描寫電磁波行進的模型時一定是行進方向與電場磁場分別
指著X.Y.Z三個軸呢?就沒有人寫說有不同情形呢?是不是這是最常見的情形?
6.看得出來老師刻意強調了觀察者與電荷間的相對運動,這部分日後再向老師請教!
感謝老師的費心!謝謝!


4:lin (大學)張貼:1998-04-30 13:53:00: [回應上一篇]
張貼者:黃福坤
黃福坤 於 April 30, 1998 at 13:53:58 留言

回應 lin 於 April 29, 1998 at 21:42:32:

的意見 :
對電子沿x-軸加速運動時有出現兩種結果嗎?請仔細看說明並繪圖或找出相關電磁學書籍。

[加速運動的電荷會產生電磁波]那麼我可以反推說有電磁場的地方就會有加速移動的電子存在嗎?
若我說我兒子戴手錶,我能說 戴手錶都是我兒子嗎?
這是基本邏輯觀念, p 則 q 只等意於 -q 則 -p 其餘皆不見得正確。

加速移動的電子其移動方向是否就代表電磁波的行進方向?
回答第一個問題時 便已經說明。(不是)

當有電流時 會有磁場,當然如果只有單一電性的電荷做等速度運動也會有電場。
但是通常 物質是 中性的。

X.Y.Z三個軸 並沒有說 X一定要指向哪個方向。這只是說明三者的關係而已。
你也可以定 電場方向為 Y 磁場方向為 Z 則行進方向為 X。
座標是人定的!

5:lin (大學)張貼:1998-05-04 22:25:00: [回應上一篇]
張貼者:lin
lin 於 May 04, 1998 at 22:25:09 留言

回應 黃福坤 於 April 30, 1998 at 13:53:58:

的意見 :
現在我可以把電磁波跟移動中的電子"分開看待了"

假設有一單色光由西向東射
1.我們是不是就定義此電磁波(光是電磁波的一種)的運動方向是由西向東?
2.如果光的行進方向始終不變其隨空間變化的磁場會在同一平面上嗎?
3.同上則電場也在同一平面上且此平面始終與磁場的平面垂直?
4.可否請老師幫我解釋高中基礎理化上p-125由上往下數第11列所述:
[以電場來看.一般說來.它可以在"垂直於光進行方向"的平面上任一方向往復振盪]
也就是如圖9-17(a)中的C點所繪之情形,但是不曉得為何在D點時其電場方向卻被改為
如同上下振動的波?
如果說電磁波的行進模型如D點所示,那麼我只要拿一片偏振片旋轉使其通光方向
剛好介於電場與磁場方向之間不就可以讓光過不去了嗎?為何還需要兩片偏振片呢?
5.偏振片把磁場給擋住了嗎?
6.承上,書上還說通過第一片的叫線偏振光,看上去與普通光沒什麼差別,以此類推
我們平常所見的光會不會有些就是線偏振光而這些光只有電場卻沒有磁場?
目前我還是找不到資料可以對電磁波的行進模形有完整敘述的?再加上偏振片的問題
還請老師指導指導!謝謝!


6:lin (大學)張貼:1998-05-05 10:21:00: [回應上一篇]
張貼者:黃福坤
黃福坤 於 May 05, 1998 at 10:21:53 留言

回應 lin 於 May 04, 1998 at 22:25:09:

的意見 :
電場 磁場 與 波行進方向 三個正好相互垂直! 其關係就像 X-Y-Z 座標的三個單位向量。
將右手伸直,四指與拇指垂直。若 拇指指向電場方向 另四指指向磁場方向,
則 手掌心朝向 電磁波行進方向!

一般光源的光 包含 各種不同方向的電場的電磁波。
考慮 向同一方向行進的波,其電場方向可以是在垂直於行進方向平面上的任一各方向。
因此 書上說:以電場來看.一般說來.它可以在"垂直於光進行方向"的平面上任一方向往復振盪

所謂偏振片 是指能讓某一固定電場方向的光通過。
假設 光源在平面上任一方向的電磁波 都有,且機率相同(平均分佈)
則 經過一偏振片後 所有的光 方向都一樣。
需有另一片與原來方向垂直的偏振片 才會擋住 經過第一片偏振片的光。
因此需要兩片。
若是 第二片偏振片與第一片 並非垂直,則 通過第一片光 在 第二片偏振片可通過方向
上電場的分量 會通過 第二片偏振片。

光是 同時有電場與磁場的交替變化(電磁波)。

7:lin (大學)張貼:1998-05-05 22:38:00: [回應上一篇]
張貼者:lin
lin 於 May 05, 1998 at 22:38:54 留言

回應 黃福坤 於 May 05, 1998 at 10:21:53:

的意見 :
更正!
老師,請您看看我的結論對不對?


"將右手伸直,四指與拇指垂直。若拇指指向電場方向 另四指指向磁場方向,
則 手掌心朝向 電磁波行進方向!"

前提:把光分離成很單純很單純的一種電磁波,其電場與磁場方向是固定的

1.接著老師的說法,那麼假設波由右往左行進
且姆指指向自己食指指向上那麼當手從右往左移代表電磁波由右往左移時
食指永遠是指向上且姆指永遠指向自己
2.如果這樣是對的話那麼只要用一片偏振片使其通光方向與食指同向即會與電場垂直
那麼光就透不過去了

3.至於書上說:"以電場來看.一般說來.它可以在"垂直於光進行方向"的平面上
任一方向往復振盪"我想它是把光想成很多電磁波的混合吧?而透過第一片偏振片時
只剩下一個電場與磁場方向固定的"單純的電磁波"了(其情形即變成上面1.2.所言
之情形)
4.只要是光其電場與磁場就會同時存在且與波的進行方向兩兩互相垂直

以上是我的看法還請老師指導,謝謝!


8:lin (大學)張貼:1998-05-06 09:26:00: [回應上一篇]
張貼者:黃福坤
黃福坤 於 May 06, 1998 at 09:26:15 留言

回應 lin 於 May 05, 1998 at 22:38:54:

的意見 :

1.接著老師的說法,那麼假設波由右往左行進
且姆指指向自己食指指向上那麼當手從右往左移代表電磁波由右往左移時
食指永遠是指向上且姆指永遠指向自己
2.如果這樣是對的話那麼只要用一片偏振片使其通光方向與食指同向即會與電場垂直
那麼光就透不過去了

如果你已經知道 電場的方向 且所有的光 電場方向相同,則一片偏振片 便可以了!
問題是 從一般光源出來 光,電場方向各種方向都有。因此需通過第一片偏振片後
才能確定所有光的電場都在同一方向!

若是第二片偏振片與第一片垂直,則所有光都通不過去!
但是若 第二片偏振片與第一片 夾角為 45 度 則仍有 一半的光(強度正比於振幅平方)會通過!
因為 有 跟號 2 分之一的振幅 分量 在第二片可通過的方向!

9:lin (大學)張貼:1998-05-06 23:07:00: [回應上一篇]
張貼者:lin
lin 於 May 06, 1998 at 23:07:55 留言

回應 黃福坤 於 May 06, 1998 at 09:26:15:

的意見 :
謝謝老師!我現在概念較清楚了!

10:lin (大學)張貼:1998-05-05 22:35:00: [回應上一篇]
張貼者:lin
lin 於 May 05, 1998 at 22:35:41 留言

回應 黃福坤 於 May 05, 1998 at 10:21:53:

的意見 :
老師,請您看看我的結論對不對?


"將右手伸直,四指與拇指垂直。若拇指指向電場方向 另四指指向磁場方向,
則 手掌心朝向 電磁波行進方向!"

前提:把光分離成很單純很單純的一種電磁波,其電場與磁場方向是固定的

1.接著老師的說法,那麼假設波由右往左行進
且姆指指向自己食指指向上那麼當手從左往右移代表電磁波由左往右移時
食指永遠是指向上且姆指永遠指向自己
2.如果這樣是對的話那麼只要用一片偏振片使其通光方向與食指同向即會與電場垂直
那麼光就透不過去了

3.至於書上說:"以電場來看.一般說來.它可以在"垂直於光進行方向"的平面上
任一方向往復振盪"我想它是把光想成很多電磁波的混合吧?而透過第一片偏振片時
只剩下一個電場與磁場方向固定的"單純的電磁波"了(其情形即變成上面1.2.所言
之情形)
4.只要是光其電場與磁場就會同時存在且與波的進行方向兩兩互相垂直

以上是我的看法還請老師指導,謝謝!


11:黃尚賢 (高中職)張貼:2009-05-09 18:24:24: [回應上一篇]

為什麼電場無法穿透偏振板?

為什麼磁場就不會被擋住???


12:黃福坤(研究所)張貼:2009-05-10 10:23:28: [回應上一篇]
偏振片式可過濾電磁波方向的裝置 只要變化的電場被擋住 之後也不會有變化的磁場
似乎你的資訊並不完整
且並偏振片無法隔離直流的電場或磁場,
要了解為何如此 需要先了解 偏振片的構造 讓你先做一下這部分功課
查詢後可依照資訊進行思考 或繼續討論



13:cornerstone張貼:2009-07-28 14:07:11: [回應第2篇]

Quote:

在 1998-04-29 16:29:00, lin 寫了:
張貼者:黃福坤
黃福坤 於 April 29, 1998 at 16:29:49 留言


回應 lin 於 April 28, 1998 at 23:57:48:


的意見 :
一個移動中的電子會產生電場與磁場,這句話有一點問題?

觀察 相對於你 靜止的電荷時,你會觀察到 電場的存在。
觀察 相對於你 等速運動的電荷(電流)時,你會觀察到 磁場的存在。
觀察 相對於你 加速運動的電荷時,你會觀察到 電磁波的存在。


若電子在 X-Y平面上,沿著X-軸加速運動時,電磁波電場的方向不會在 Z 方向上。
若沿著Y軸,則電場只會在 X方向,(參考動畫 電磁波的行進
若在其他X-Y 平面上的點,則 電場只會在X-Y 平面上。
若沿著X軸則會發現沒有電磁波。
請參考電磁波相關書籍,看其分佈圖。






这只是自由空间传播的电磁波的关系,如果有导体存在,不一定是TEM吧


14:洪志明(大學理工科系)張貼:2009-07-30 18:19:59: [回應上一篇]

黃教授你好:

「觀察 相對於你 靜止的電荷時,你會觀察到 電場的存在。
觀察 相對於你 等速運動的電荷(電流)時,你會觀察到 磁場的存在。
觀察 相對於你 加速運動的電荷時,你會觀察到 電磁波的存在。」

請問手電筒為何能發光 ?

手電筒中的發光體,如 LED、鎢絲…等,在電池的等電壓下應為等速運動,應該只有磁場,沒有電磁波,也就是不應該發光的 ?

 


15:黃福坤(研究所)張貼:2009-07-30 18:58:21: [回應上一篇]

觀察 相對於你 靜止的電荷時,你會觀察到 電場的存在。
觀察 相對於你 等速運動的電荷(電流)時,你會觀察到 磁場的存在。
觀察 相對於你 加速運動的電荷時,你會觀察到 電磁波的存在。」

以上並不保證 所產生的電磁波一定是人眼睛可看到的電磁波

以上也不排除還有其他產生光的方式 (能階躍遷:絕大多數的光是如此產生的)
另一種是才是電荷加速時 (如X光)
不同原子有不同的能階狀態 因此不同的LED產生不同顏色的光

黑體輻射則產生連續的光

16:施伯仲 (大學)張貼:2015-08-02 21:07:19: [回應上一篇]
上面有個東希看不懂
那個偏振片是幹麻用的?

本區 註冊登入 者方可留言 回首篇留言
本討論串由 黃尚賢 設定狀態為:提出問題,等待討論
黃福坤 修改,轉成中文版面並增加功能 從2011/06/15起
對本討論區有何疑問 請 管理區:onlineid=28747091:time=1508259909/Oct:18 01:10:page time=3s