上兩講中講到雷達利用電磁波遇到目标的反射特性來檢測和定位，很多朋友可能對電磁波是個什麼東東還一臉懵逼。本期我們就來講一講什麼是電磁波。首先得聲明一點，我寫文章主要是以大衆都能看懂為目的，而不是講晦澀難懂的大理論（實際上這一講我也講不了理論），有些地方為了形象，具體描述不一定精确，但是對于理解什麼是電磁波完全足夠。

詹姆斯·克拉克·麥克斯韋

說起電磁波，就不得不提物理界的三大神一般存在的人物之一——麥克斯韋，說起物理界十大科學家排名，其他的可能有争議，但是牛頓、愛因斯坦和這位麥老爺子可以說是無任何争議的是前三名。那憑什麼麥老爺子這麼牛逼可以和牛頓和愛因斯坦相提并論呢，就憑他在100多年前（1864年）電燈都還出現的時候就憑紙和筆推導出了麥克斯韋方程組，預言了電磁波的存在，并且根據他所計算的電磁波的速度與當時所測量的光速幾乎相等預言光也是一種電磁波。他的麥克斯韋方程組我放在這兒就可以感受一下他的魅力，它有積分和微分兩種表達形式。

積分形式

微分形式

是不是看了一臉懵逼，啥都看不懂。不要慌，我也看不懂，雖然我所從事的雷達行業以電磁波為基礎，但是我依然看不懂這個公式。不是因為我有多劃水，而是不需要。而且我相信從事無線電行業的絕大多數工程師也跟我一樣，對這個公式都是一知半解。所以你們就更不需要知道這個公式是怎麼來的，它是怎麼預言電磁波的存在的了。

雖然我們不需要從數學上去理解電磁波是什麼，但是我們可以定性的來解釋一下什麼是電磁波。簡單點說，電磁波就是以波的形式傳播的電場和磁場，再簡單點，電磁波是以波的形式傳播的能量。它和聲波、水波、震蕩波一樣，本質上都是一種波，隻不過他們的速度、傳輸介質（電磁波可以在真空中傳播，不需要傳輸介質）、能量形式完全不一樣。不知道小夥伴記不記得，初中物理我們學過兩種與電和磁相關的現象。第一個是電生磁的現象，在通電的導線附近放一個小磁針，小磁針就會感應到磁場而發生偏轉。第二個是磁生電的現象，用一個閉合的導線切割磁場，導線中就會有電流流過。

電生磁現象

磁生電現象

這兩個現象加在一起說明電和磁能相互轉化，說的稍微專業一點，即是交變的電場能産生磁場，交變的磁場又能産生電場。讓我們想象一下，電場産生磁場，磁場産生電場，然後電場又産生磁場，無線循環下去，電場和磁場就會以波的形式向外傳播出去了呢？而我們剛才說過，電磁波就是以波的形式傳播的電場和磁場，這樣電磁波就産生了。

電磁波

産生電磁波的理論解決了，但是如何真正産生和檢測電磁波卻又成了問題。這個任務就交到了另一個對電磁波做出卓越貢獻的人身上，那就是赫茲。

海因裡希·魯道夫·赫茲

1864年麥克斯韋在發表他的電磁波理論後，這一理論傳到的德國，立馬引起了赫茲的注意，并立志要驗證電磁波是否存在。在1886年10月，赫茲作的放電實驗偶然發現了電磁共振現象，并在此後進一步用未閉合電路和未閉合的線圈分别産生和探測到了電磁波。并且測得了電磁波的波長、頻率和速度，與麥克斯韋的預言完全一緻，從而從而證實了電磁波的存在，從此，電磁波就真正誕生于世，造福人類，并且徹徹底底改變了人們的生活方式。

電磁波廣泛應用于通信、雷達、偵查等各個領域，當你用手機跟家人進行通話、在淘寶上進行購物，在抖音上刷視頻的時候，背後都是電磁波在幫你們傳遞信息。雷達在現代戰争中已成為不可缺少的核心裝備，是武器的眼睛，敵方戰場信息的收集、武器的目标指示，導彈的尋的都離不開雷達這雙眼睛，而雷達發射和接收的也是電磁波信号。哪怕是你的廚房用具也離不開電磁波，微波爐也是靠電磁波對食物進行加熱的。