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引力波与电磁波

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    大部分人对于“引力波”这个概念还是很陌生,但是对于引力波的“好兄弟”——电磁波,你一定不陌生。就算你一个物理公式也不记得,也还是能举出许许多多的电磁应用。手机、微波炉、GPS、X光等等,电磁波在我们的生活中有着十分广泛的应用。

    电磁波概念的提出只比引力波早了50年,别看只是50年,电磁波的发展要比引力波快多了。从电磁波概念的提出到发现电磁波,人类只用了20年,而引力波,足足用了100年!今天,人类已经对全波谱的电磁波都有所研究和利用,但是引力波却刚刚被探测到。如果说人类对“电磁波”的了解已经博士毕业,而对“引力波”的了解还处在幼儿园大班的水平,一点也不为过。


电磁波的前世今生    

    要说起电磁波的发现,我们得先从光开始说起。光学是物理学中最古老的一门基础学科,也是人类认识客观世界的进程中重要的组成部分。

    古人对于光的认识和利用大多来源于对实践的总结,较少从科学性上进行探讨。墨家学派创始人墨子所著的《墨经》(约成书于公元前330年)最早记述了小孔成像的实验,也是在有记载的人类历史中第一次对光直线传播的性质做出的科学解释。此后的一千多年里,光学的发展一直较为缓慢,大多围绕着光的直线传播、反射、折射等现象,到16世纪初,凹面镜、凸面镜、眼镜、透镜以及暗箱和幻灯等光学元件已相继出现,但人类对于光的观察还停留在肉眼观测阶段。

    17 世纪,有一场关于光的本性的争论,也就是微粒说和波动说之争。微粒说是以牛顿为代表,波动说则是以胡克、惠更斯为代表。

    对于光的探究,从“微粒说”到“光电效应”经历了近两个世纪,人们终于认清了光的本质。爱因斯坦曾经盛赞法拉第、麦克斯韦和赫兹的工作是 “牛顿力学以来物理学中最伟大的变革”。

    电磁波包括的范围很广,无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ 射线,人们按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,这就是电磁波谱。如今,电磁波谱各个波段的特性不断被人类认识,并被广泛地应用到科研、通讯、广播电视、军事、医疗等领域。

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