電磁波看不見摸不著但它是客觀存在的

電磁波譜是很大一個波段，有的不可見，如無線電波、紅外線、紫外線、倫琴射線、伽馬射線），有的可見如可見光（白光由紅橙黃綠青藍紫七色光復(fù)合而成）但他們有共同的特性，都能在真空中傳播；有運動質(zhì)量，沒有靜止質(zhì)量；都是橫波，都能發(fā)生干涉、衍射、偏振現(xiàn)象。是客觀存在的。

所有的電磁波是實物嗎？

電磁波不是實物。

電磁波是由同相且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生發(fā)射的振蕩粒子波，是以波動的形式傳播的電磁場，具有波粒二象性，其粒子形態(tài)稱為光子，電磁波與光子不是非黑即白的關(guān)系，而是根據(jù)實際研究的不同，其性質(zhì)所體現(xiàn)出的兩個側(cè)面。由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面。電磁波在真空中速率固定，速度為光速。見麥克斯韋方程組。
電磁波伴隨的電場方向，磁場方向，傳播方向三者互相垂直，因此電磁波是橫波。電磁波實際上分為電波和磁波，是二者的總稱，但由于電場和磁場總是同時出現(xiàn)，同時消失，并相互轉(zhuǎn)換，所以通常將二者合稱為電磁波，有時可直接簡稱為電波。

電磁波既然看不見聽不著又是如何發(fā)現(xiàn)的呢

首先有個理解問題，電磁波是物體，但物體的存在不一定要看得見，摸得著。赫茲通過實驗現(xiàn)象證明了電磁波是實實在在存在的。 1864年，英國科學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在，推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度。 1887年德國物理學(xué)家赫茲用實驗證實了電磁波的存在。之后，人們又進行了許多實驗，不僅證明光是一種電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波，它們的本質(zhì)完全相同，只是波長和頻率有很大的差別。

那么磁場究竟是什么東西，為什么看不見摸不著？

作為一種物理場，磁場是看不見、摸不著但又客觀存在的特殊物質(zhì)。它是磁性相互作用的媒介，有點神秘但卻實實在在影響著我們的生活。而題主的困惑來源于我們對磁性產(chǎn)生原因的混淆。磁場的產(chǎn)生可以分為兩大方面（如圖1所示）：1、以運動電流為基礎(chǔ)；2、以基本粒子的量子特征—自旋為基礎(chǔ)。我們需要將這兩部分獨立進行闡述。題主所說的“高中我們就學(xué)習(xí)過，變化的電場周圍會產(chǎn)生磁場”正是第一種起源，而題主接著提到的“比如非晶體中的磁性，另外有些晶體材料同樣不具備明顯的磁性等等”盡管不對，但其實指的就是第二種起源。

Source：electromagnetism

圖1

1. 我們大家最耳熟能詳?shù)牡谝粋€原因就是“運動電荷產(chǎn)生磁場”。其來自于法拉第的電磁感應(yīng)定律，只要記住了就行。但如果非要問個為什么，由于電磁方面的高手很多我就不班門弄斧了，大致的說說就是：電場和磁場是電磁張量的兩面，它們之間相互關(guān)聯(lián)。當(dāng)由于參考系不同而使得觀察者和電荷之間的相對速度改變時，電磁張量就可能劈裂成了移動電荷所產(chǎn)生的電場和磁場。（參考Magnetic field）

2. 我想多說的是第二個起源：以自旋為基礎(chǔ)的鐵磁性物質(zhì)中的磁性。

首先，需要澄清一點。由于自旋是一些構(gòu)成物質(zhì)基本粒子（例如電子）的本質(zhì)特性（如圖2）因此，從理論上來說，所有的物質(zhì)都有“磁性”。不同的是，不同物質(zhì)所表現(xiàn)出的磁性種類不同（如圖3）。而我們一般所說的“磁鐵”，主要是指具有獨立（無外場時）提供磁能（磁場）的“鐵磁性物質(zhì)”，也就是永磁體。這就是我們所要講的重點。

圖2 （source： Standard Model）

圖3 （侵刪）

其次，由于構(gòu)成原子核的微觀粒子的磁矩要遠小于其外部的大量電子的磁矩。因此，我們主要考慮核外電子對磁性的貢獻。下面就進入正題：

第一步：核外電子的分布與凈剩自旋

核外電子的分布核心是能量的區(qū)別。不同的殼層（K、L、M、N等）以及不同的“軌道”（s、p、d、f等）定義了具有不同能量的電子狀態(tài)。電子占據(jù)這些狀態(tài)的時候需要遵從以下規(guī)則：

構(gòu)造原理（能量最低法則Aufbau principle）：就是電子先占據(jù)能量低的軌道，然后沒地待的時候再去占據(jù)新的能量更高的軌道，圖4給出了直觀的電子軌道能量關(guān)系和排布規(guī)律。

圖4 （source： STAMP Chemistry）

泡利不相容原理（Pauli exclusion principle）運用到我們的問題中時，簡言之就是在同一個軌道上最多只能有兩個自旋方向相反的電子存在。這樣一來，凡是占據(jù)了兩個電子的軌道，其自旋相互抵消，對磁矩的貢獻也就為零。如圖5，例如對于C原子來說，它的所有軌道上只有2p軌道具有一個“不成對”電子，因而也就有一個凈剩自旋。

洪德法則（Hund's rules）簡單說就是，一個軌道上一般都有幾個“兼并能級”，例如圖5中的2p軌道有3個能量一樣的兼并能級。在這種情況下，電子先一個蘿卜一個坑把所有的都占一遍，如果還剩電子，才會一個配一個的占滿這些能級。

圖5 （侵刪）

基于這些規(guī)律，我們會發(fā)現(xiàn)一個有趣的事實：在元素周期表中

1.
惰性氣體（ⅧA）的核外電子都恰好是全部成對的，因此不可能有凈勝自旋；

2.
主族元素（ⅠA ~ⅫA）雖然都有未配對電子，但在形成化合物時，這些電子一般都會成為價電子參與配對成鍵，因而也大都不具備明顯的磁性；

3.
只有過渡族元素具有非價電子的凈剩自旋，因而也就是不同材料中磁性的主要承載者。

第二步：分子場與自旋劈裂

第三步：交換作用與磁矩排列

第四步：自發(fā)磁化與磁疇

第五步：各向異性與磁硬化

物理問題 既然磁場、電場看不見又摸不著,那為什么叫作物質(zhì)?

抱歉,你說的很對,電場,磁場確實看不見摸不著,也沒有切實的能量.所以,電磁場確實不是物質(zhì).可以說所有的“場”都不是物質(zhì),就好像重力場. 但是注意電磁場和電磁波不同.電磁波只能說肉眼看不到,但是其實是存在且“摸”得著的.所以電磁波是物質(zhì).