摘 要 电磁作为高中物理知识的一个重要组成，电磁波的学习和理解对我们日常生活和未来的学习都有着重要的意义。基于此，本文简要地介绍了电磁波的发现过程及其在生活中的应用。以此供大家分享交流，促进我们学习物理的积极性。
关键词 电磁波；产生原理；发现；应用
1 电磁波的产生原理
电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波[1]。
2 电磁波的发现
电磁波的发现过程可谓比较曲折，对于电磁波的预言是由著名的物理学家麦克斯韦，他凭借对电磁学研究取得的成就被誉为继牛顿之后，“物理学的第二次大统一”，是二十世纪最有影响力的物理学家。他早在1864年就通过对前人研究的总结和数学上的推导，预言了电磁波的存在，他创立的麦克斯韦方程组将电磁学的概念进行了完美的统一。
然而，实际上，在麦克斯韦对电磁波预言的20年后，直至1887年，由物理学家赫兹实验验证了电磁波的存在。当时，虽然人们叹服麦克斯韦方程组对于电磁波在理论意义上的完美描述，但一直以来人们却无法真正找到电磁波的存在。
赫兹通过巧妙的实验验证，终于证实了电磁感应产生电磁波这一事实。当时，赫兹得到实验器材所产生的现象的启发：他将一根弯成长方形的铜线两端之间留有一个很小的间隙，从而构成一个开路（称之为副电路），然后用一条导线将这个副电路连接到正在由感应线圈激发放出电火花的回路之上，这时副电路的间隙中也会有出现电火花现象，而这就是他发现电磁波的起点。通过对这一实验的进一步研究与完善，赫兹最终通过实验验证了电磁波的存在[2]。
3 电磁波的应用
目前，电磁波的应用主要集中在医疗领域、电子产品领域以及通信领域。
3.1 医疗领域对电磁波的应用
电磁波应用于医疗领域为该领域的发展带来了极大的促进作用，总的来说，其在医疗领域的应用主要体现在种种医疗器械功能的发挥方面。X光机是医院中十分常见的机器，这一医疗器械功能的发挥便需要依赖电磁波来完成。另外，心电图机以及微波治疗仪中也都应用到了电磁波，可见，医疗领域对于电磁波的应用是比较广泛的[3]。
3.2 电子产品领域对电磁波的应用
电子产品领域同样对电磁波有所应用，尤其是家用电子产品，更是离不开电磁波的作用。以电磁炉为例，电磁炉是人们加热实物的主要工具，具有使用简单，加热速度快的特点，其加热功能的发挥便是通过对电磁波的应用而实现的。另外，科学技术的发展使得家用电话的形式开始逐渐改变，从传统的有绳电话，变为了目前的无绳电话，后者的通话功能便需要通过电磁波来实现[4]。
3.3 通信领域对电磁波的应用
（1）卫星通信中的应用
作为电子通信的重要载体，电磁波的应用范围非常广泛，很多电子设备都会使用电磁波。二战之后，很多国家开始研制并发射通信卫星，而电磁场和电磁波技术的应用，有效地提高了卫星信号的传输质量。卫星通信主要是借助信息中转站，即人造地球卫星，实现各种电磁信息的反射、传播以及转换，完成不同通信卫星之间信息的传播。
卫星通信信息的反射、传输和转换需要通信站的帮助，不过卫星通信的通信站比较特殊，是人造地球卫星。目前，我国使用的民用通信卫星为地球同步卫星，其运转速度与地球自转是保持一致的，同步卫星中应用了大量的电磁波、电磁场技术，确保民用通信信息能够高速传输。
（2）移动通信中的应用
在电子通信中，电磁场与电磁波应用最为广泛、与人们生活联系最为密切的就是移动通信领域。早在1920年，科研人员已经开始研究移动通信技术。20世界80年代，我国第一代移动通信技术逐渐成熟并投入使用，这体现在1987年我国第一个TACS模拟蜂窝移动电话系统的使用。这一阶段，信息的传输主要依靠的是模拟技术和FDMA，即分频多址技术。随后又产生了2G、3G 技术，3G技术的出现，代表着我国移动通信技术发展的巨大飞跃，3G技术实现了高速移动网络和互联网的有效结合，大大提高了无限频率的使用效率。相对于第一、二代移动通信技术，3G技术的数据传输速度更快，服務更多。第三代通信信号的覆盖范围大大增加，信息连接也更加便捷，利用3G信号，无线通信设备、有线通信设备、无线网络之间能够实现信息快速连接。第三代移动通信技术依托的主要是WCDMA、CDMA2000 等技术，在这些技术的支持下，我国社会各领域的通信需求都能够得到满足。随着我国社会的发展，各行业间信息交流需求增大，移动通信系统升级势在必行，在这样背景下，第四代移动通信技术，即4G诞生。4G技术将宽带网络与其他网络结合起来，提升了无线信号的传输能力，信息传播速度比3G更快速，可以达到 100MB/s，还增加了不同频率之间的转换功能，给人们的工作和生活带来了更多的便利[5]。
4 总结与展望
电磁波包围着我们生活的世界，在我们的现代生活中发挥着极其重要的作用。伴随着科技的发展，我们对于电磁波的认识和应用逐步深入，比如γ射线既可以在医疗领域应用治疗癌症，也可以在工业上进行金属探伤。很多本文未能一一列举的电磁波，其在实际生活，甚至医疗、军事等领域中都有着不可或缺的应用，像是红外线因为其发热性好，被用来制造理疗仪器，另外因为任何温度高于绝对零度的物体都会辐射红外线，军事上用红外线来制造夜视仪。而这些都是电磁波带给我们生活和生产上的进步，从前太阳利用电磁波将能量传递给地球而创造了文明社会，现如今在电磁波的推动下，人类文明正在快步走向一个新的高度！
参考文献
[1] 田正科.瞬变电磁法水源探测分析[J].山西水利，2017，33（04）：41-42.
[2] 郭帅.电磁波的应用及其辐射的防护方法[J].电子技术与软件工程，2016，（21）：99-100.
[3] 赵宇爽，彭崇，张亚楠.电磁技术在金属材料科学与工程中的应用研究[J].农业开发与装备，2016，（11）：110.
[4] 黄嘉斌，万频，王永华，等.涡旋电磁波在无线通信中应用的研究进展[J].移动通信，2013，（20）：20-24.
[5] 张景伟.电磁波的应用与危害[J].科学之友，2011，（22）：77-78.
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