中级科普讲座（36）
一、前言
早在之前高中物理电磁波谱，我身为一名科普工作者，就阅读过毛主席那具备哲学意义的名著《实践论》与《矛盾论》啦。然而呢，在那时候，我可从来都没有去思考过，科学与这两部著作究竟该怎么联系起来呀。就在最近，当我为了说明一些科学问题而用到电磁波谱的时候，突然之间，我感觉到那两部著作里所含的观点，简直就是一种最为强大有力的武器呢。对这个情况，我又进一步去思考，于是重新认识了这样一种观念，就是哲学乃是自然科学以及人文科学在更高一个层次上所做出的总结呀。而且，更深切地体会到，把用辩证唯物主义去引领科普工作以及科学知识当作一件十分有价值、有意义的事情，当作一种有力武器来发扬，是非常有意义的呀。在本文之中，就是想要在这方面去做一些尝试啦。
二、什么是电磁波谱？
下面有两张常见的电磁波谱图，是把日常生活时常能见到的电磁波现象，依照电磁波不一样波长的顺序，归结到一块绘制而成的，主要涵盖无线电波、微波、红外线、可见光线、紫外线、X射线以及伽玛射线。图里不但给出了每个波段的名称，还绘出了相关事件，比如它们怎样产生的，跟我们有啥关系等 。那看过后会让你增添一点“亲切”之感喲，你每日都会听闻电台的播音，还会在电视上瞧见图像节目了，你早饭或者午饭时都离不开微波炉呢，你随时携带的手机，晚上靠那个灯泡放出光亮来照明，甚至就连那你自身也会发射出特定波长的红外线哟。你眼睛能看到色彩斑斓的光，透视会用到X光呢…这些统统都是电磁波呀。其中或许最不被你熟悉的有可能就是”太赫兹”啦，往后会专门来讲它哈。波谱（1）里面最顶层的那张图，呈现出表示波长大小的对应事物，能作为参考哒。到这儿你是不是就会觉得电磁波谱对你而言没那么陌生了呀！
图1 电磁波谱（1）
图2 电磁波谱（2）
三、什么是电磁波？
现在对电磁波谱已经不陌生了，那我们得清楚什么是电磁波呢，就像附图电磁3所呈现的那样，电磁波乃是电场与磁场构成的波动，这里面电场和磁场皆与波传播的方向呈垂直状态，并且它们彼此之间也是相互垂直的，这样的波被称作横波，如果振动方向跟传播方向一致在物理上称作纵波，像声波便是纵波，振幅是最大的振动幅度，两个相同状态间最短的距离就是波长，波动通常是在介质里的振动形成的，然而电磁波或者光波能够在真空中传播，并不需要介质。振动幅度越大，那么波的强度也就越大，每秒钟进行振动的次数称作频率，频率的单位是赫兹，频率越高时，波长就越短，此时能量也就越大，电磁波进行传播的速度速度非常快，并且速是一个常数（C），这个常数的值是C≌30万千米/秒 。
图3 电磁波结构示意图
四、电磁波是怎样产生的？
中学物理讲过，安培做的实验证明呀，电流能产生磁场，变化中的电场同样可以有磁场产生，法拉第做的实验证明呢，闭合的线圈在改变磁场时，切割磁力线能产生电动势或者电流，把这些实验的测试结果和具体数据总结起来，再综合电场和磁场的高斯定理，英国物理学家麦克斯韦在此基础上建立起了一套完整的偏微分方程，求解这套微分方程算出的结果表明，它所代表的是按光速c传播开的电磁波，这也就是麦克斯韦在理论层面经过推理预示电磁波存在的整个过程呀。而后，德国的物理学家赫兹起步网校，借由对电磁振荡电路火花放电展开的实验，证明了电磁波在实际当中是真切存在着的。（参见附图电磁4)。
图4 赫兹电磁波发射实验示意图
五、电磁波谱的形成过程和每波段主要性质和应用
在各个不同的波段里，中波得以进行生成，对其性能开展研究，进行推广应用，历经长时间的发展，不断积累，最终综合起来，从而形成了电磁波谱。
最开始的波谱啊，并非是完完全全连续成为一个整体模样的“谱”，早期的波谱呢，就像附图波谱（1）那样，其中存在着处于“太赫兹领域”的间隙（Gap），它恰恰好位于无线电波和光波之间呀（更确切来讲其位于微波和红外线之间），此间隙之所以存在是由于：不管是采用光学的办法，还是用产生电磁波的办法，都没有办法产生出处于这一波段（0.1~10太赫兹（THz））的波；尔后呢，经过科研攻关以及多方面的研究，从低频段借助UTC—PD(单行载流子光电探测器)和RTD(共振隧穿器件)来使得频率得到提升 。逐渐靠近间隙区域，该区域范围是0.1THz至10THz，并且在高频段借助p型锗激光器以及太赫兹量子级联激光器，通过降低频率的方式朝着太赫兹间隙区域靠近，此间隙区域范围同样为0.1THz至10THz（详情参考四种器件的补充说明），达成了填满间隙区域以及消除间隙区域的目标，自此整个电磁波谱在频率方面 。
赫兹到
赫兹完全连续成一个整体的电磁波谱，波长从
米到
米。其各波段的产生、性质和应用如下表所示。
各分波段波的产生、性质，应用表
六、用矛盾的普遍性和矛盾的特殊性来分析电磁波谱
电磁波谱将矛盾的普遍性以及特殊性充分展现了出来 ，这也就是共性跟个性的辩证关系了 ，波谱里的任何一个波段 。
如同无线电波，还有太赫兹波，以及可见光，再者X射线等这些，每一种波，它都符合麦克斯韦偏微分方程，每一种都是横波，即电场、磁场振动方向与波传播方向相互垂直，并且它们的传播速度都是光速（C）的波动 。
然而在另一方面，也就是不同波段，都明确地呈现出显著各异的“个性” 。比如说，无线电波是由电路的电磁振荡所产生，与之相反的是，可见光却是源于原子中外层电子轨道里电子的跃迁；红外线能够产生明显的热效应，可紫外线却具备很强的电离效应，况且还能够促使化学反应增速等等 。像这般共性与个性的辩证统一极为显著 。在共性与个性的关联中，共性属于基础性、绝对以及主导层面；而个性是特殊、相对以及次要情形 。比如红外线、可见光与紫外线，它们的共性乃是电磁波 。它必定要先存在电磁波所具备的共性，像是依循光速C进行传播，要是它是以水波的速度行进，那它便是水了，属于另外一种类别物质，不存在有关红外、可见、紫外的区分，所以共性是具有基础性的，是绝对的。然而在电磁波当中，频率处于 。
赫兹这一段的存在，是借由红外光、可见光以及紫外光的“个性”予以证实的，是借此得以体现的。这便是共性与个性相互依存的全面关系。
七，运用主要矛盾以及主要矛盾方面的观点，去剖析电磁波谱其中波动性并粒子性的双重呈现，。
在物理学里头，波跟粒子是一组没法分开的矛盾，它们相互之间既是对立着的，又是统一着的。在电磁波谱里边同样也是这样的情况。在抵达无线电波长波段那一侧的时候，波动方面的特性展现得相对比较显著。然而在X射线、γ射线那一侧却凸显出粒子的性质。依照矛盾论的看法，事物的性质是由主要的矛盾给决定的，而主要的矛盾又是经由其中的主要的矛盾矛盾方面给决定的，如今咱们来剖析γ射线为啥具有粒子性质的问题：γ射线主要的特点是振动的频率特别的高，。
)赫兹,也即其波长非常短（
咱们清楚波动的能量是集中在波包里头的，也就是集中在一个波长大小的那段长度里。把能量集中到一个极小的长度范围以内，这就等同于存在一个“粒子”了。这样的环境外部因素是借助内部因素来发挥作用的，所以其矛盾的主要方面从波动性转变成了粒子性，这便是伽马射线粒子性的来源。而在无线电波那一侧，波长是很长的，根本不可能出现这种状况。
八、运用实践论里认识过程那两个阶段的观点，去领会麦克斯韦电磁波理论所具备的意义 。
《实践论》向我们表明，我们依据实践证实了这样的观点：那些被我们感觉到的事物，我们没办法马上就对其加以理解，唯有那些被理解了的事物，才能够更深入地去感觉它。感觉仅仅能够处理现象方面的问题，才能够解决本质方面的问题 。
回想一下，在麦克斯韦方程建立之前的状况，安培发现一项情况，这情况是电流或者变化的电场能够产生磁场。尽管在那个时候，把电和磁联系起来属于一个重大的发现，并且从那时候起始发明了电磁铁，依靠对电磁铁的进一步研究制造出了继电器等各类有用的物品。进而当时却不会预见电磁波的形成以及电磁波广泛的使用。法拉第发现一种现象，该现象是闭合线圈里磁场变化能够产生电流时，此时还是没有预料到电磁波的存在。再看麦克斯韦在电和磁相互转换事实的基础之上，又归纳了电与磁的高斯定理，将这些综合起来从而建立了关于电磁波的新理论 。在理论层面实现了等级提升，不但知晓其然而且知晓其所以然。深入至事物的根本实质，预测出电磁波必定会存在高中物理电磁波谱，于是，赫兹从中获得启发，证实了电磁波的存在。人类凭借电磁波发明了无线电通信，将其传播至全世界，使得世界步入一个信息社会的全新时代。
哲学是由自然科学与人文科学总结而成的，反过来，它应当对自然科学以及人文科学的发展起到引领与指导作用。运用马克思、恩格斯、列宁、斯大林、毛泽东的哲学思想，完全能够并且应该用来指导自然科学学习及科学普及工作！本文便是在这方面所做的一次尝试。