電磁波帶來的無線工業

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文/小牛頓科學教育編輯部
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電磁波帶來的無線工業
圖/小牛頓科學教育編輯部
文/小牛頓科學教育編輯部

自1864年馬克士威(James Clerk Maxwell)提出「電磁波理論」之後,電磁波的研究及發展可以說是一日千里。從19世紀起使用的電報,一直到今日的衛星通訊、光纖通訊,以及藍牙系統都要用到電磁波。

電磁作用 產生能量

電磁波顧名思義,就是一種電與磁交互作用之下,而產生的波動物質。基本上,我們可以將電磁想像成一種類似「水波」的能量,只是它是電和磁生成,而不是水。而且它不需要任何傳遞物質,就可以自由的在我們生活的環境中及外太空中傳遞。

根據電磁感應原理,當有一道電流通過的時候,周圍會產生感應磁場。而當這些磁場往外擴散之後,它又會產生感應電場。如此源源不絕,造成了這個波動性的能量不停的往外傳遞,這就是電磁波。

科學家以波動的方式來描繪電磁波,並且幫它定了幾個單位以方便研究。其中電磁波的研究有兩個最重要的元素:電磁波振動的頻率。電磁波振動的幅度(能量)。

改變振幅 接收變化

電磁波的振動頻率單位是赫茲(Hz),也就是這個電磁波在1秒內振動的次數。當電磁波在1秒內振動了2次就是2赫茲,振動了4次就是4赫茲。而在這個振動的過程中,電磁波波動的幅度(能量)就是它的振幅。

電磁波工程師就是利用改變電磁波的頻率或振幅來改變電磁波傳遞的訊息的。這也就是我們常聽到的「調頻」和「調幅」的差異。工程師以各式各樣的振盪器來製造出各種電磁波,而後在家裡或手機上再以「接收器」接受這個電磁波,並且解讀出它的訊息。如此一來就形成了在你的手機,或電視上看到的訊息!

電磁波發展至今雖然只有短短的100多年,但是它的進步卻是讓人怎麼想都想不到的。



內容及圖照節錄自《小牛頓新興科技館:高速鐵路時代》,小牛頓科學教育有限公司授權使用

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