电磁波是如何产生的？

带电粒子产生的电场。该电场对其他带电粒子施加力。正电荷在场的方向上加速，而负电荷在与场的方向相反的方向上加速。

移动带电粒子产生的磁场。该磁场对其他移动电荷施加力。这些电荷上的力总是垂直于它们的速度方向，因此只改变速度的方向，而不是速度。

一个加速带电粒子 产生的电磁（EM）波。电磁波是以光速c在空的空间中传播的电场和磁场。围绕平衡位置振荡的带电粒子是加速带电粒子。如果其振荡频率为f，则它产生频率为f的电磁波。该波的波长λ由λ= c / f给出。电磁波通过空间传输能量。该能量可以被传递到距离源很远的带电粒子。

加速充电会产生不断变化的电场和磁场。变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。 感应电场和磁场之间的这种相互作用导致传播的电磁波。电磁波可以通过自由空间传播。 假设位于原点附近的电荷q正在加速。因此它产生电磁辐射。在一些位置ř在空间和在一些时间t，由加速的电荷所产生的电磁波的电场由下式给出ë 拉德（[R，T）= - [1 /（4πε 0）] * [Q /（C 2 r'）] * 一个perp（t - r'/ c）。

让我们分析一下这个表达。电场与电荷q成比例。加速电荷越大，电场越大。它随着距离r'的倒数而减小，距离r'是加速电荷和观察场的位置之间的距离。但这不是观察场时的距离，而是在产生辐射场时在某个较早时间的距离，称为延迟时间。所有电磁波以光速c = 3 * 10 8 m / s 行进。它们需要时间间隔Δt=Δr/ c来行进距离Δr。电场也与电荷的加速度成比例。加速度越大，场地越大。在上面的表达式 E中弧度（[R，t）是正比于一PERP，加速度的垂直于视线之间的线路组件ř 和电荷的延迟位置。E rad（r，t）的方向垂直于该视线，其大小与垂直于该视线的加速度的分量成比例。

右图说明了这一点。电场沿加速方向的视线为零，沿垂直于加速度方向的视线最大，并且总是垂直于视线。

的幅度一PERP是*SINθ，因此辐射场的大小是ë 拉德（[R，T）= - [1 /（4πε 0）] * [Q /（C 2 R）] *SINθ*一（t - r / c）。这里θ是视线与加速度方向之间的角度。

电磁波的磁场垂直于电场，并且具有幅度B rad = E rad / c。对于电磁波，E和B总是彼此垂直并垂直于传播方向。传播方向是E × B的方向 。

辐射场E rad减小为1 / r，而静态库仑场减小为1 / r 2。静电场随着距离的减小比辐射场快得多，因此辐射场将在大距离处占主导地位以加速电荷分布。此外，辐射场通常通过加速电子产生，而静电场由所有电荷（正核和负电子）产生并相互抵消。

远离电磁波的来源，我们经常将EM波视为平面波。沿x方向传播的正弦平面EM波的形式为E（x，t）= E max sin（kx - ωt φ）， B（x，t）= B max sin（kx - ωt φ） 。

如果对于沿x方向行进的波， E指向y方向，则B指向z方向。 电磁波是横波。 波矢量k指向传播方向，其幅度k =2π/λ，其中λ是波的波长。波的频率f是f =ω/2π，ω是角频率。任何正弦波的速度都是其波长和频率的乘积。v =λf。自由空间中任何电磁波的速度是光速 c = 3 * 10 8 m / s。只要λf= c，自由空间中的电磁波可以具有任何波长λ或频率f。可见光是波长λ在约400nm和750nm之间的任何电磁波。