从火焰之光开始谈谈电场和磁场

红灯记

火是什么物质组成的？

要是我来说的话可能还是会讲故事一样，都别介意，就是个科普，我中学的时候也有这种疑问，光、火这东西到底是不是“原子、分子”组成的，它属于固体液体气体这三种东西么。还有就是这些乱七八糟的子的理论是什么时候提出来的。

                我们知道古典希腊有个哲学家叫德谟克利特，这人是最早提出“原子”理论的，但是那时候的人认为的原子可不是现在这种原子，只不过是个“最小极限不可分割的一部分”——一尺之棰,日取其半,万世不竭，你懂的。曰。

                结果后来的人终于发展了原子理论，觉得真的存在这个“不可分割”的原子（分子），后来慢慢发展为世界只存在固体、液体、气体这三种物质状态，而这些状态是由原子（分子）的运动状态决定的。

                所以对于光啊，火啊，电啊，“磁力”啊这些东西，大多数人认为这就是个物理现象，不是什么物质。

                但是这种原子理论对摩擦生电、燃烧有光这种现象终究解释不了。所以人们还是对挖掘这几种东西的本质耿耿于怀，人们发现这些现象都有点相似性，比如摩擦的电和电可以互相吸引排斥，磁铁也可以互相吸引和排斥。所以就慢慢有了“正负电”“南北磁”的这种概念。1820年，一个神奇的人奥斯特出现了，他惊奇的发现通电的导线可以让小磁针“buling”的动了一下，但是摩擦生出来的“静电”却不能和小磁针擦出小火花（发没发现，这时候都要**战争了，世界的自然科学水平也就那样）。

                后来那个名字很奢华的人物——法拉第出现了，这人觉得既然电流有磁的效果，那么磁也能产生电流不。但是这人做了好多实验都很失败，当然也是个偶然的机会，这人把一个回路通电又 断开的时候，他惊奇的发现另一个电路的电流计“buling”也动了一下。——这人终于发现了神奇的理论，就是”变动的“静电“也就是电流可以产生磁，那么同理变动的磁也可以产生电流。

                这个理论直接造就了，我找个线圈划拉磁铁，那么就产生了小电流，那么也就促成了——发电机的产生。

                这个理论随后也就上升成为了2.0版，也就是电分正负，正负电都有自己的“电场”，“电场”“中和移动”的过程就会产生“电流”，电流就会产生“磁场”，那么反过来，移动的磁场就会产生“电场”，电场会造成电荷的移动，也就是电流。

图 电场

图 磁场

但是人们还是搞不清为什么会有“电”这个神奇的东西，安培甚至提出了“分子电流”理论。

• 随后那个很有名的物理学家麦克斯韦就提出了一个“电磁波”理论，这个理论用上面的东西就很好解释了，既然运动的电场可以产生磁场，运动的磁场可以产生电场，那么会不会存在一个电场磁场交替在空气中运动的东西呢。
  
  

图 电磁波 两个场互相垂直的运动 所以就biu的传递了下去

随后有个德国物理学家叫尤利乌斯，他将一支空气含量万分之一的玻璃管两端装上两根白金丝（真有钱啊），并在两电极之间通上高压电，便出现了“辉光放电”现象，后来这东西就被称为——阴极射线。

后来人们在分析这种“阴极射线”的时候，发现这东西是一个带着负电荷的流，也正是因为这个“阴极射线”，促使后来的“汤姆孙”提出了原子中存在“电子”的假说。电子是负电荷的根源，而失去电子的原子就是“正电荷”，我们也可以称之为正“离子”。

而这种“辉光”，就是麦克斯韦说的那个——“电磁波”，人们竟然惊奇的发现，我了个去，原来我们天天看到的“光”，竟然就是那个电场和磁场共同作用传播的电磁波。

图 可见光 电磁场的变化频率的不同造成了波长的不同，我们的可见光是所有电磁波中的很小一部分 同理无线电、紫外线红外线、X射线都是电磁波，只波长不适合我们我们看不到。

电磁波由于是由于垂直的变化的电场磁场引起的，所以造成了直线运动但是却拥有着波动性的特性，这种波动拥有能量。也就是说，往往电子开始转移或者运动，就会放射出电磁波。那么也就是说，最起码火焰的光，肯定是由于电子的转移产生了电磁波。

那么一般的火焰都是一种“氧化反应”，也就是说是一种被燃烧物质失去电子，而氧气或者类似的物质得到电子的过程，这个应该是初中化学吧。所以也就是说这个过程中，我们也知道，失去了电子的原子也就是带着正电的离子，得到电子的离子也就是带着负电的离子，这个过程就像街头火拼一样，被燃烧物质不停地被氧气拿走电子，这个过程就会放出大量的热。

图 火焰

也就是说，一开始的氧化还原反应，造成了放热之后的连锁反应，由于电子这时候产生了激烈的不动，所以这个过程就放射出了电磁波。但是由于内部氧气不足，造成产生了大量的“游离碳“，这也就是我们看见的蓝光。

那外面那个黄白光是什么呢。其实是这样，由于越是靠外的火焰氧气越充足，氧化反应就越剧烈，温度也就越高（这也就是为什么说外焰温度高于内焰），游离碳还有高温的正负离子在高温下共存，所以电荷这样就更不老实了，这种情况下，造成了游离碳的内部电子活跃，这个过程就是类似烧红的铁一样（电子跃迁又回到基态），所以又会发射出更剧烈的电磁波，就会产生“白炽光”的现象，这也就是我们看到的外层明亮的火光。它不属于固体液气气体的任何一种形态，它是大量的离子高温状态下的一个状态。我还依稀记得高中还是初中物理曾经讲，物质除了三态，还有等离子体和液晶这两种形态，当时还十分的好奇和困惑。所以外层火焰的重要组成部分就是这个等离子体。

图 物质的状态 电浆体也就是等离子体 等离子体也是太阳的重要组成部分

所以说呢，火焰就是由于氧化还原反应产生的“等离子体”以及高温气体组成的，而这些东西会导致电子的运动，于是也就产生了电磁波，我们才能看见那明亮的光。