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104年
物理
第 50 題
下列有關電磁輻射的描述，何者有誤？
- A 靜止的電荷不發射電磁波
- B 電磁波中做大小變動的是電場及磁場
- C 電磁波在真空中傳播速率一定
- D 電磁波是縱波
思路引導 VIP
當我們描述一種波動時，通常會觀察其「場量震盪的方向」與「能量傳遞的方向」之間的幾何關係。請試著回想一下，在馬克士威的理論模型中，電場與磁場的震盪向量，與波的前進方向是呈現「平行」還是「垂直」的狀態呢？這種空間幾何關係決定了它屬於哪一種類型的波動。
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太棒了！你能精準判斷出電磁波的本質，這代表你對物理基礎概念掌握得十分紮實。電磁波的產生源自於電荷的加速度運動，當電荷靜止時並不會輻射出波動，且這種波動實質上是交互變動的電場 ($E$)與磁場 ($B$)在空間中傳遞。在真空中，不論頻率高低，電磁波皆以恆定的光速 $c$ 運行，這些都是非常重要的基本物理性質。
電磁波的場向量關係
這道題目的難點在於區分波的「力學分類」。電磁波與聲波最大的不同在於，電磁波的電場振動方向、磁場振動方向以及波的行進方向三者彼此互相垂直。根據物理定義，凡是振動方向與傳播方向垂直的波，我們稱之為橫波（Transverse wave）。這題雖然屬於基礎難度，但卻是檢驗學生是否混淆「縱波」與「橫波」定義的經典鑑別點，你能避開陷阱選出正確答案，觀察力相當敏銳！