第二百六十章 电磁波是光?
电磁波的速度与光速近似。
随着小麦这句话的说出。
法拉第顿时为之一愣,旋即恍然的朝额头上一拍,发出了一道清脆的“啪”。
原来如此……
难怪自己感觉这个数字有些熟悉。
2.97969X10^8m/s,这不就和之前测算出的光速相差无几吗?!
可是……
为什么会这样呢?
要知道。
在眼下这个时代,科学界对于机械波已经有了比较明确的认知:
它是由扰动的传播所导致的在物质中动量和能量的传输。
同时呢,机械波又可以分成纵波与横波两类。
例如沿弦的波和声波等等,当然还有混合波。
而波与波之间除了类别不同,传播的速度也是各有差异。
例如声波的速度是每秒340米,测出这个数值的人叫做德罕姆,是个英国人。
他在1708年通过肉眼观测大炮,测出了在20摄氏度的情况下,声速大约在每秒343米左右。
至于水中声速的测算者则是科拉顿。
他在日内瓦——是地名的那个日内瓦哈,他在日内瓦湖上通过一个精密的小实验,计算出了水中声速为1435米/秒。
另外还有弦波乃至光波,这些数值目前都已经有了测算方式与结果。
在法拉第看来。
电磁波源自电场和磁场,其中电场的震荡频率先天性的就处在一个高位。
加上现象方面的对比,电磁波的波速自然不太可能是个低值。
但这个‘不太可能是个低值’的意思,顶了天就是一秒几十公里,比约翰·米歇尔在1760年猜测的地震波速度快一些罢了。
可眼下根据实测出来的结果,电磁波的速度居然接近光速?
以法拉第……或者说在场每个大佬的眼界,都能意识到这个相同点代表着什么。
物理学中这种量级的巧合基本上不存在,超高尺度上某些关键数值相近的物质,彼此之间必然有着某种关系。
见法拉第沉默不语,一旁的焦耳犹豫片刻,问道:
“罗峰同学,会不会是我们在测量环节上出现了误差?”
徐云看了他一眼。
作为后世来人,徐云对于焦耳的想法多少能有些理解。
在能够冲击自己三观的现象面前,心中会产生怀疑实属正常。
只见徐云轻轻摇了摇头,解释道:
“焦耳先生,刚才的检测环节您也看到了,我们一共收集了不下五十组的节距数据。”
“由此计算出来的数值虽然依旧可能存在偏差,但这种偏差至多导致小数点后几位的不同,在‘量级’这个概念上还是非常精确的。”
“另外就是……”
徐云一边说一边从桌上翻出了最早的那个经典波动方程,指着方程继续道:
“我们其实可以从波动方程入手,从纯数学的角度对电磁波的速度进行一次计算。”
法拉第等人闻言,连忙将视线转移到了方程上。
过了几秒钟。
一直没什么戏份的纽曼忽然打了个响指,拿着笔在μ0ε0上画了个圈:
“对啊,我们可以从方程角度把波速给逆推出来,哎呀,早该想到这点的!”
先前提及过。
电场的波动方程是▽^2B=μ0ε0(a^2B/at^2)。
磁场的波动方程是▽^2E=μ0ε0(a^2E/at^2)。
对比一下电场和磁场的波动方程,你会发现它们是形式是一模一样的——只不过就是把E和B互换了一下而已。
这说明二者存在的波在速度上完全一致,同时再对比一下经典波动方程的速度项,不难发现另一个情况:
电磁波的速度,可以从电磁场的波动方程中逆推出来。
也就是……
V=1/√ ̄μ0ε0。
其中μ0是绝对介电常数,数值为4π×10^-7m·kg/C^2。
ε0则是真空介电常数,数值为8.854187818×10^-12C^2s^2/kg·m^3。
其中前者的单位可以所写成N/A^2,后者则可以表示成F/m。
只是按照正常历史。
法拉也好,安培也罢。
这些单位要到1881年的国际电学大会上,才会被正式做出定义。
但和之前的旋度一样。
1850年的科学界早就对这个概念有所认知了,只是表达形式上暂时还是C^2s^2/kg·m^3而已。
就像电容量的单位库伦,它也是1881年的国际电学大会上定义的数值,但在此之前早都被用的烂大街了。
1881年之所以会举行这么一场大会,主要还是因为美洲以及亚洲国家在这方面没有完备的体系,所以才用这么一场正式化的会议对单位进行了定性。
其中亚洲的国家主要是指霓虹,与明治维新有关系,此处就不赘述了。
顺便一提。
那场会议上定义了七个电学计量单位,分别是: