光与电的统一
1800年，威廉·赫歇尔把温度计放在棱镜分出的阳光红色之外，发现了肉眼看不见的红外线；次年，约翰·里特在紫色之外发现了紫外线。1831年，迈克尔·法拉第发现移动磁铁会产生电流的电磁感应，并设想了电与磁的“力线”。1865年，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦把这些规律写成方程组，计算出变化的电场和磁场会相互激发、以波的形式传播，其速度恰好等于光速，由此得出“光是电磁波”的结论。这一思想后来成为爱因斯坦相对论的出发点。
赫兹的证明与电磁波谱
1887—1888年，海因里希·赫兹用火花放电装置产生了看不见的无线电波，并证实其能反射、折射和干涉，从而验证了麦克斯韦的理论；频率单位“赫兹”即源于他的名字。19世纪90年代，印度的贾格迪什·钱德拉·博斯研究了毫米波，古列尔莫·马可尼实现了无线电报的实用化。1895年威廉·伦琴发现X射线，1900年保罗·维拉尔在镭的辐射中发现γ射线。从长波无线电到微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，本质上都是同一种电磁波，只是波长不同。1900年马克斯·普朗克假设光能以“份”交换，爱因斯坦则用光的粒子性即光子解释了光电效应。1965年，彭齐亚斯和威尔逊发现来自整个宇宙的微波背景辐射，为大爆炸理论提供了支持。中国的500米口径球面射电望远镜“天眼”（FAST）如今是世界上最大的单口径射电望远镜之一。
生活中的电磁波与健康
广播电视、手机与无线网络、微波炉、红外遥控器、激光以及医院的X光和放射治疗都利用电磁波。其健康影响因能量而大不相同：波长比紫外线更短的X射线和γ射线属于“电离辐射”，能把电子从原子中打出、损伤DNA，需要控制照射剂量；紫外线会导致晒伤和皮肤癌，因此要注意防晒。而手机和无线网络的无线电波属于能量较低的“非电离辐射”，已确认的主要效应是轻微发热。国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）据此制定暴露限值，目前没有一致证据表明在限值以下会损害健康，但关于长期影响的研究仍在进行。
常见问题
- 微波炉会让食物带上放射性吗？
- 不会。微波只是让水分子振动发热，不会使食物变成放射性物质；关机后微波也立即消失。
- 手机辐射会致癌吗？
- 世界卫生组织国际癌症研究机构把射频电磁场列为“可能致癌”（2B类），这意味着证据有限。迄今没有一致证据表明在限值内使用会增加患癌风险。
来源核查日期：2026-10-26
参考文献
- Herschel, W. (1800). Experiments on the refrangibility of the invisible rays of the sun. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 90, 284–292.
- Faraday, M. (1832). Experimental researches in electricity. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 122, 125–162.
- Maxwell, J. C. (1865). A dynamical theory of the electromagnetic field. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 155, 459–512.
- Hertz, H. (1888). Über Strahlen elektrischer Kraft. Annalen der Physik, 272(4), 769–783.
- Bose, J. C. (1897). On the determination of the wavelength of electric radiation by a diffraction grating. Proceedings of the Royal Society of London, 60, 167–178.
- Villard, P. (1900). Sur la réflexion et la réfraction des rayons cathodiques et des rayons déviables du radium. Comptes rendus de l'Académie des Sciences, 130, 1010–1012.
- Planck, M. (1901). Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum. Annalen der Physik, 309(3), 553–563.
- Penzias, A. A., & Wilson, R. W. (1965). A measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s. Astrophysical Journal, 142, 419–421.
- International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP). (2020). Guidelines for limiting exposure to electromagnetic fields (100 kHz to 300 GHz). Health Physics, 118(5), 483–524.