電磁波

　　電磁場的一種運動形態。它以交變的電場和磁場相互作用、相互依賴而存在，是電場和磁場的波動運動。這種運動的能量，以光速在空間或以小於光速的速度在有限區域中傳播。電磁波的波動性還表現在：在媒質交界面上的反射與折射；在障礙物後的繞射；以及互相幹涉等。電磁波除波動性外還有粒子性，後者對無線電頻率往往可以忽略。

　　1864年，J.C.麥克斯韋全面總結瞭電磁學的基本規律，提出瞭麥克斯韋方程組(見電磁場基本定理)，首先預言瞭電磁波的存在，，並提出光的電磁波理論。1887年，H.R.赫茲用實驗證實瞭電磁波的存在。20世紀以來，電磁波的理論和應用不斷取得重大成就，包括無線電技術、微波技術和70年代發展起來的光波導技術的成就，使電磁波成為人類傳遞信息和能量的最重要形式之一，使通信(包括衛星通信、光纖通信)、廣播、電視、遙控、遙測、遙感、雷達、無線電導航、制導等得以實現；並成為探索宇宙空間和研究微觀世界的重要途徑。

　　電場強度E 和磁場強度H在垂直於電磁波傳播方向上的分量之比稱為波阻抗。橫電磁模（見電磁波模式）的波阻抗僅與所在媒質的參數有關。

　　電磁波的運動意味著能量的流動。規定能流密度矢量(或坡印亭矢量)S為垂直於運動方向的單位面積上流過的功率，S＝E×H。

　　對於隨時間簡諧變化的電磁波，其每秒內的振動次數稱為頻率f（單位：赫），ω =2πf 稱為角頻率；根據電磁波傳播速度v可以確定其波長λ＝v/f，相應地規定傳播常數（即波數）k=2π/λ。不同頻率（或波長）范圍的電磁波具有不同的物理特性。電磁波的整個頻率范圍稱為電磁譜(見彩圖)。

電磁波頻譜

　　電磁波的三種基本傳播形式(均勻無界媒質)是平面波、柱面波和球面波。平面波由無限大平面源激發，其波前（等相位面）是平行平面簇；柱面波由無限長直線源激發，其波前是同軸圓柱面簇；球面波由點源激發，其波前是同心的球面簇。它們的場強在遠離波源處與距離的關系分別為

。式中， z、 ρ 分別為前兩種情況下觀察點到波源的垂直距離； r為球面波到觀察點的距離。遠離場源處的柱面波或球面波的局部波前接近於平面波。

　　電磁波的E和H 在無源情況下都滿足齊次矢量波動方程。平面波、柱面波、球面波就是波動方程在直角、圓柱、球坐標系中的特解。每種形式的波都可以表示為另一種形式的一簇波。例如，柱面波可表示為無數沿不同方向傳播的平面波之和。