電波是如何在天線形成並輻射出去的 ?

電場與磁場的形成RAE 自學篇 有關電場的一章中得知,當兩個金屬體(某程度上可看作是電容器)加上電荷(即電壓)時,就會如左圖一般在兩極之間產生電力線而形成電場

如果當電容器之兩極間有電壓阻抗存在時,則會有電流循著與電力線相同的方向流動。而當電流流動時,將會產生磁力線而形成磁場

當所施加之電壓極性不停的在正負之間變換時,則所形成之電場及磁場之方向亦會隨之而改變。

改變電容器的形狀可使電磁場向外露電容器之兩極金屬體裝置稍稍改變如左圖二所示時,則電場與磁場就跟著稍微出現於金屬體的外部空間。

 

 

 

當電容器變成天線的形狀時如是者將電容器的裝置變成一根天線的形狀時,電場與磁場都會由於自學篇第三章內所述及的互斥特性而如左圖三般完全暴露於電容器之外。

這個就是無線電訊號如何由一個振盪源傳至一根天線而變成在天線附近的電磁場的過程。

但這還未有解說到場是如何由這個電容器的金屬體向外輻射出去而形成電波來。

原來,若果在該電容器(即天線)上所施加的電壓為一高頻電壓的話,則每一周期之正半波與及負半波所產生的電場與磁場都會因無法追隨振盪源之頻率而緊貼變化,導致這些仍未消失掉的殘餘電場與及磁場不斷被新產生的電場與磁場排擠出去(如下圖所示)

如是者,每一次半周期所產生的新電場及磁場都會把剛剛由上一次半周期所生而仍未消失的電磁場向外擠壓,周而復始直至振盪源停止(即停止發射)。就好像把石頭掉落水中所引起的水波紋一樣,無線電的電磁場就是這樣變成電磁波而幅射開去的了。

以下為 WellSee 兄協助尋得由師大物理系黃福坤製作的立體電磁波的傳遞示意圖,按 便可觀看。