波与力的特殊关系，电磁波或是纯粹的力！

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　　“波”分为机械波、电磁波，“波”与“力”有一种非比寻常的关系。

　　机械波的特征是由媒介传递的高频“振动力”，这容易理解。然而，研究发现，电磁波也有非常类似的特征：电磁波可能是高频“电磁力”的传递。不同的是，机械波源的“振动力”必需借助媒介才能传递到远处物体，但是，电荷力、磁力是非接触性力，传递不需借助任何媒介，因此，高频振荡的“电磁力”不用媒介就能传递给遥远的物体。这就产生一个奇异现象：一个物体的“力”(非接触性力，如磁力)到达远处另一个物体时，力有传递速度这一特殊的自然规律，而且“光速c是速度极限”很可能是这一规律产生的直接结果。

　　一、先看机械波与“力”的关系(以声波为例 )

　　声学认为，声波是声音的传播形式，由物体的振动产生。它的传播可以认为是介质偏离平衡态的小扰动，从能量角度看是机械能的传递，而任何机械能的传递是通过传递“力”来实现的。

　　空气是传播声波的“弹性媒介”，空气分子有个重要特点：把空气分子分离开非常容易，但压缩空气使空气分子靠近却很难，而且，空气分子越靠近越难。显然，空气分子间有强“斥力”，才能阻止空气分子靠近，空气也因此而具有弹性。

　　另外，常温的空气体积是超低温下“空气固体”体积的近千倍，因此，常温空气分子之间距离很大，分子间无任何直接接触。

　　那么，“斥力”就是空气分子传播声波的关键因素。当声源体带动周围空气分子高频振动时，空气通过分子间的“斥力”将声源的振动力在空气中迅速传播开，传递到远方。可见，声波就是传播“力”。

　　我们耳朵听到声音，是空气把声源的振动力传递到耳膜，耳膜在振动力的驱使下产生共振，才听到声音。可见，声波就是传播声源的高频“振动力”。

　　声波是高频“力”的传播或许不足为奇，但电磁波也有相似的传播特征，这却有重大的意义。

　　二、电磁波 (Electromagnetic wave)又称电磁辐射、电子烟雾

　　1865年，James clerk maxwell 创立了经典电磁理论，并预言了电磁波的存在，且通过麦克斯韦方程计算出光速。1887年，赫兹用实验证明了电磁波的存在。其后，电磁理论逐步完善。

　　电磁理论认为电磁波是变化电场周围激发出磁场，变化磁场周围再激发出电场,空间电场、磁场的相互激变使电磁波实现传播。然而，进一步研究发现，磁场、电场的本质是“力”。

　　磁场的定义是，对放入其中的磁体有磁力作用的物质叫磁场。当一个磁针受力偏转时，就可断定周围有磁场。反过来说，如果磁场对任何物质都不产生作用力，就不能称为磁场，因此磁场的本质是磁力，“磁力”是磁场唯一标志。

　　同理，电场的本质是电荷对电荷的作用“力”，当电子在某一区域受到力时，就断定周围有电场。相反，如果电场中不产生任何力，也就不成为其电场，因此电场就是电荷力的作用场，“力”是电场的唯一标志。

　　磁场是“磁力”，电场是“电荷力”，那么，电场、磁场的相互激变，必然是电荷力与磁力的激变，因此，电磁波的传播本质是传播“电磁力”。

　　再从电磁波传播的效果看，在电磁波接收器中，接收到的电磁信号本质是什么?其实是导体获得微小高频电流，而电流是电子的流动，但是电子只有受到电磁力作用才会移动，电磁力从何而来呢?是电磁波发射器传送来的，因此电磁信号的传递就是传递“电磁力”。

　　电磁波的本质是传播高频的“电磁力”。这似乎难以让人接受，但电磁波在客观中的表现却与此很吻合。既然电磁波是“力”的传播，那么电磁波的速度就等同于“力”的传递速度，即：“力”的传递速度=电磁波速度=光速c(真空中)，就是说：“力”的最大传递速度为光速c。

　　我们知道，力是产生加速度的根本原因 (f=ma)，任何速度的增加都需要“力”，我恍然大悟!为什么光速c是速度极限?原来，改变速度的唯一方法——“力”的最大速度为光速c，因此，“力”加速的任何物体速度不可能超过c，这似乎与现实很吻合。

       · 在回旋加速器中，电场力给粒子加速，但是，不管我们怎样努力，粒子的速度总小于光速c，原来，给粒子加速的电场力有最大速度——光速c。因此，粒子的速度永远不会超过c。这似乎反证了“力”具有速度。

　　· 光从玻璃进入真空后，速度从2/3c猛增到c，可任何物质速度都不会无故增大，如果电磁波只是一种“力”，就能很好的解释这个现象。

　　来源：谭铎平科学网博客，作者：谭铎平。