物理 · 電磁學

電磁波

模擬載入中

Open Model Lab 正在為這個概念準備即時實驗台、控制項與圖表區。

總結

你學會了甚麼

建議下一步: 打開概念測驗不離開這個概念，先確認核心想法是否已經掌握。
接下來讀甚麼: Light as an Electromagnetic WaveTurn EM waves into light

關鍵重點

At one probe, the electric and magnetic fields are a paired local reading: they cross zero and reverse together in this model.
Source-to-probe delay is about travel through space, so changing probe position or speed changes when the downstream copy appears.
The same wave speed appears in both v = f lambda for timing and B = E / v for this stage's magnetic scale, so the two effects should be named separately.

常見迷思

The magnetic field is a delayed response that peaks after the electric field at the same point.

在這個模型中，E 和 B 屬於同一個傳播模式。在一個固定的位置，它們一起上升、穿越零點並反轉，而不是輪流出現。

繼續波的故事

把這個想法往前推

只有當你想讓目前的模型延伸成更大的分支時，才打開下一個概念、路線或路徑。

將電磁波轉換為光光學

光作為電磁波

將電磁波與可見光、顏色、頻率及更廣的譜線聯絡起來，同一個平台保持譜線軌道、場對偶草圖和介質相關的波長變化緊密結合。

測試波的方向光學

偏振

使用一個緊湊的偏振器工作台來觀察偏振作為橫波方向的故事，角度不匹配如何設定傳輸光線，以及為什麼一個理想的偏振器可以使無序光以一個選擇的方向出現。

帶入光學光學

折射 / 斯涅爾定律

觀察一束光線穿越邊界，連線折射率與速度的變化，並在同一個互動圖表中看到斯涅爾定律如何設定折射角度、彎曲方向以及臨界角限制。

先留在這個概念

想再鞏固這個概念時，可以在這裡複習、測一測或自由探索。

更多練習選項回到實驗台複習 · 例題

練習選項回到實驗台複習帶著關鍵控制和圖表，再走一次引導式設定。
練習選項例題自己試完設定後，再對照已完成的例題步驟。
練習選項在實驗台自由探索轉到下一個概念前，先自由試玩即時控制。

接下來讀甚麼

用最相關的延伸概念，順勢接續下一段學習。

接下來讀甚麼Turn EM waves into lightLight as an Electromagnetic Wave
更多延伸閱讀Polarization · Refraction / Snell's Law
1. 接下來讀甚麼Test wave orientationPolarization
2. 接下來讀甚麼Carry the wave into opticsRefraction / Snell's Law

參考

參考與支援

如果你想在引導流程之後再慢慢看完整解釋、例題或無障礙說明，可以回到這些較安靜的段落。

想再走一次較慢的參考節奏時，可以回來這裡。

打開參考與支援

公式速覽區域性場對規則 · 波關係式顯示 3 條公式

Use v = f lambda for the traveling-wave timing, then use B = E / v only as this bounded stage's local field-pair rule.

區域性場對規則
$B_{z} (x, t) = \frac{E _{y} ( x , t )}{v}$
在此有界模型中，磁場與電場保持相位一致，其振幅與波速成反比。
波關係式
$v = f λ$
波速連線模式的間距與來源發射新週期的速度。
來源到探測器延遲
$Δ t = \frac{x _{p}}{v}$
下游更遠的一點會稍後重複來源，因為模式還需要旅行那段距離。

為什麼會這樣

解釋

電磁波是改變的電場和磁場不再看作獨立章節的地方。在一個行進的波中，電場和磁場在每個位置一起振蕩，而整個模式透過空間移動。當地場的方向保持垂直，並且傳播方向屬於這對而不是單獨的一個場。

這個模組將這個故事保持簡潔。一個共享的舞台顯示電場道、磁場道、可移動探測器和區域性傳播三元組。相同的電場振幅、波速、波長和探測器位置驅動舞台，兩條圖形、覆蓋層、預測提示、示範例子和快速測驗都與此相關，使波的影像保持與一個誠實的場模式一致。

重點

01在這個有邊界的模型中的某個位置，電場和磁場是同相的。當電場穿越零點時，磁場也在那裡穿越零點。

02波速、波長和頻率仍然遵守與其他波相同的行進波關係：v = f λ。

03對於同一個電場模式，在這個模型中較慢的波具有更大的磁場振幅，因為 B = E / v。

04傳播延遲屬於位置之間的距離，而不是同一點上的E和B之間的滯後。下游探測器稍後重複來源，時間為 x_p / v。

例題

實時場對檢查

想逐步查看同一個概念如何被帶出來時，再打開這些例題。

凍結步驟

逐步查看凍結例題

凍結步驟

直接從現在螢幕上顯示的實時波中讀取當地場對和來源到探測器的時間。相同的舞台狀態驅動圖形和下面的代數。

支持者方案會解鎖已儲存學習工具、精確狀態分享，以及支援這條引導流程的更深入複習面板。

查看方案

例題 1 / 2

凍結數值使用凍結參數

在當前探測器和 t = 0\,\mathrm{s} 時，屬於同一行進波的當前電磁場對是什麼？

E_{0}

電場振幅

1.2 arb.

v

波速

2.8 m/s

λ

波長

1.8 m

x_{p}

探測器位置

2.7 m

1. 閱讀實時波的時間

The current setup has

f = \frac{v}{λ} = 1.56 Hz

, so the probe sits 1.5 cycles behind the source.

2. 閱讀探測器處的電場

From the live snapshot, the probe electric field is

E_{p} = 4.41 e - 16 arb.

, so the electric arrow points near zero.

3. 建立匹配的磁場

Using the bounded pair rule

B = E / v

, the same probe has

B_{p} = 1.57 e - 16 arb.

, so the magnetic marker points near zero.

當前場對

E_{p} = 4.41 e - 16 arb., B_{p} = 1.57 e - 16 arb.

The probe is near a local zero crossing, so both fields are small together rather than one lagging behind the other.

快速測驗

正在載入已保存的測驗狀態。

無障礙

當你需要把模擬與圖表轉成文字描述時，再打開這裡。

模擬顯示一個沿著水平軸向右傳播的電磁波。頂部區域顯示電場，底部區域顯示磁場（帶有顯示比例注釋），並有一個移動探針標記當前取樣的下游位置。

可選的覆蓋層可以標註一個波長、源到探針延遲以及結合電場方向、磁場方向和右行提示的區域性傳播三元組。讀出卡片總結了電場振幅、磁場振幅、波速、波長、頻率、探針位置以及當前區域性場值。

圖表摘要

探針-場圖比較了一個探針上的電場和顯示比例化的磁場在同一時間軸上的值，以便可以直接讀取他們的共享時間。源-探針圖比較了來源電場與下游探針電場，使傳播延遲和相位滯後變得清晰，而不需要離開相同的模擬狀態。

工作台工具與分享連結

先把穩定概念連結和精確狀態分享收起來，等你真的要重新打開或分享工作台時再展開。

試試這個設定

跳到某個命名好的實驗台狀態，或直接複製你目前正在看的狀態。分享連結會重新打開同一組控制、圖表、疊層與比較脈絡。

目前實驗台

基準設定預設場景

這個實驗台目前顯示的是其中一個概念作者預設場景。

打開預設實驗台

已儲存設定

已儲存設定屬於支持者方案學習工具；穩定的概念連結仍會對所有人保留。

正在確認已儲存設定權限

Open Model Lab 正在判斷這個實驗台可否只儲存在本機、同步到帳戶，或打開只限支持者方案的比較工具。

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精準狀態分享屬於支持者方案功能；穩定的概念與段落連結仍然可用。

穩定連結

進度與下一步

把進度訊號、入門路徑接續和複習提示留在頁面裡，但不要讓它們和主要學習流程搶焦點。

進度

正在載入進度

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