電磁場與電磁波學習心得（一）

1、電磁場與電磁波學習心得 電磁場與電磁波論文 學院：信息科學與工程學院專業(yè)：電子信息工程班級：電子0902班學號：20212712姓名：+ 電磁場與電磁波的實際應用 電磁波是電磁場的一種運動形態(tài)。電與磁可說是一體兩面，電流會產生磁場，變動的磁場則會產生電流。變化的電場和變化的磁場構成了一個不可分離的統(tǒng)一的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波，電磁的變動就如同微風輕拂水面產生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為電波。電磁場與電磁波在實際生產、生活、醫(yī)學、軍事等領域有著廣泛的應用，具有不可替代的作用。如果沒有發(fā)現電磁波，現在的社會生活將是無法想象的。 （一）在生產、生活上的應用

2、靜電場的最常見的一個應用就是帶電粒子的偏轉，這樣象控制電子或是質子的軌跡。很多裝置，例如陰極射線示波器，回旋加速器，噴墨打印機以及速度選擇器等都是基于這一原理的。陰極射線示波器中電子束的電量是恒定的，而噴墨打印機中微粒子的電量卻隨著打印的字符而變化。在所有的例子中帶電粒子的偏轉都是通過兩個平行板之間的電位差來實現的。 1.磁懸浮列車 列車頭部的電磁體n極被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體s極所吸引，同時又被安裝在軌道上稍后一點的電磁體n極所排斥。列車前進時，線圈里流動的電流方向就反過來，即原來的s極變成n極，n極變成s極。循環(huán)交替，列車就向前奔馳。 穩(wěn)定性由導向系統(tǒng)來控制?！俺痛盼健睂蛳?/p>

3、統(tǒng)，是在列車側面安裝一組專門用于導向的電磁鐵。列車發(fā)生左右偏移時，列車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用，產生排斥力，使車輛恢復正常位置。列車如運行在曲線或坡道上時，控制系統(tǒng)通過對導向磁鐵中的電流進行控制，達到控制運行目的。 “常導型”磁懸浮列車的構想由德國工程師赫爾曼肯佩爾于1922年提出。 “常導型”磁懸浮列車及軌道和電動機的工作原理完全相同。只是把電動機的“轉子”布置在列車上，將電動機的“定子”鋪設在軌道上。通過“轉子”，“定子”間的相互作用，將電能轉化為前進的動能。我們知道，電動機的“定子”通電時，通過電磁感應就可以推動“轉子”轉動。當向軌道這個“定子”輸電時，通過電磁感應作用，列車

4、就像電動機的“轉子”一樣被推動著做直線運動。 2.電磁泵 利用磁場和導電流體中電流的相互作用，使流體受電磁力作用而產生壓力梯度，從而推動流體運動的一種裝置。實用中大多用于泵送液態(tài)金屬，所以又稱液態(tài)金屬電磁泵。電磁泵按電源形式可分為交流泵和直流泵；按液態(tài)金屬中電流饋給的方式可分為傳導式電磁泵和感應式電磁泵；按結構不同可分為平面泵和圓柱泵等。傳導式泵中，電流由外部電源經泵溝兩側的電極直接傳導給液態(tài)金屬；感應泵中，電流則由交變磁場感應產生。電磁泵沒有轉動部件，結構簡單，密封性好，運轉可靠，因此在化工、印刷行業(yè)中用于輸送一些有毒的重金屬，如汞、鉛等；在原子能動力工業(yè)中用于輸送化學性質特別活潑的金屬，如

5、鈉、鉀、鈉鉀合金；在鑄造企業(yè)中可以用來做鋁、鎂等活潑金屬的定量泵，但現在主要為軍工等大型企業(yè)使用。 3.磁流體發(fā)電機 磁流體發(fā)電中的帶電流體，它們是通過加熱燃料、惰性氣體、堿金屬蒸氣而得到的。在幾千攝氏度的高溫下，這些物質中的原子和電子的運動都很劇烈，有些電子甚至可以脫離原子核的束縛，結果，這些物質變成自由電子、失去電子的離子以及原子核的混合物，這就是等離子體。將等離子體以超音速的速度噴射到一個加有強磁場的管道里面，等離子體中帶有正電荷、負電荷的高速粒子，在磁場中受到洛倫茲力的作用，分別向兩極偏移，于是在兩極之間產生電壓，用導線將電壓接入電路中就可以使用了。 磁流體發(fā)電的另一個好處是產生的環(huán)境

6、污染少。利用火力發(fā)電，燃燒燃料產生的廢氣里含有大量的二氧化硫，這是造成空氣污染的一個重要原因。利用磁流體發(fā)電，不僅使燃料在高溫下燃燒得更加充分，它使用的一些添加材料還可以和硫化合，生成硫酸鉀，并被回收利用，這就避免了直接把硫排放到空氣中，對環(huán)境造成污染。 利用磁流體發(fā)電，只要加快帶電流體的噴射速度，增加磁場強度，就能提高發(fā)電機的功率。人們使用高能量的燃料，再配上快速啟動裝置，就可以使發(fā)電機功率達到1000萬kw，這就滿足了一些需要大功率電力的場合。目前，中國，美國、印度、澳大利亞以及歐洲共同體等，都積極致力于這方面的研究。 4.微波爐 微波爐（microwaveoven/microwave），

7、顧名思義，就是用微波來煮飯燒菜的。微波爐是一種用微波加熱食品的現代化烹調灶具。微波是一種電磁波。微波爐由電源，磁控管，控制電路和烹調腔等部分組成。電源向磁控管提供大約4000伏高壓，磁控管在電源激勵下，連續(xù)產生微波，再經過波導系統(tǒng)，耦合到烹調腔內。在烹調腔的進口處附近，有一個可旋轉的攪拌器，因為攪拌器是風扇狀的金屬，旋轉起來以后對微波具有各個方向的反射，所以能夠把微波能量均勻地分布在烹調腔內。微波爐的功率范圍一般為5001000瓦。從而加熱食物。 （二）電磁場與電磁波在醫(yī)學上的應用 1.電磁波在醫(yī)療上的應用 在科學上，稱超過人體承受或儀器設備容許的電磁輻射為電磁污染。電磁輻射分二大類，一類是天

8、然電磁輻射，如雷電、火山噴發(fā)、地震和太陽黑子活動引起的磁暴等，除對電氣設備、飛機、建筑物等可能造成直接破壞外，還會在廣大地區(qū)產生嚴重電磁干擾。另一類是人工電磁輻射，主要是微波設備產生的輻射，微波輻射能使人體組織溫度升高，嚴重時造成植物神經功能紊亂。但是對電磁輻射，要正確認識，而且要科學防護。事實上，電磁波也如同大氣和水資源一樣，只有當人們規(guī)劃、使用不當時才會造成危害。一定量的輻射對人體是有益的，醫(yī)療上的烤電、理療等方法都是利用適量電磁波來治病健身2.生物電磁場保健 將人體置于姜氏場導艙內接受載有青春信息的植物幼苗發(fā)射的生物電磁波。結果發(fā)現：人體紅細胞膜的滲透脆性降低，韌性增強；甲狀腺素、性激素

9、分泌增加；免疫功能提高；腎上腺皮質激素分泌無明顯變化。提示：植物幼苗電磁波有助于紅細胞功能的發(fā)揮，促進機體新陳代謝，增加青春活力，提高性功能，增強免疫力從而對人體發(fā)揮返老還青和醫(yī)療保健作用。 3.激光治療 激光是60年代初出現的一種新光源。已廣泛應用于國防、農業(yè)、衛(wèi)生醫(yī)療和科學研究，也是治療腫瘤的一種新方法。用它既能切割組織，又能同時止血，能使腫瘤組織迅速氣化和霧化，從而使腫瘤在瞬間消失。激光對組織具有熱、壓、光和電磁場效應的作用。 （1）、熱效應。激光能使腫瘤組織在幾秒種的短時間內，局部溫度高達200-1000攝氏度，使其變性、凝固壞死，繼而氣化消失。 （2）、壓力效應。激光本身的光壓和由高

10、熱導致的組織膨脹引起的二次沖擊波，加深了腫瘤組織破壞。 （3）、光效應：激光被腫瘤組織吸收后，可增強熱效應，使腫瘤組織被破壞。（4）、電磁場效應：激光是一種電磁波。能產生電磁場，可使腫瘤組織離化、核分解而被破壞死亡，如有殘癌也可自行消退，這可能與免疫有關。激光制造成激光器、激光手術刀用于治療體表腫瘤，眼耳鼻咽喉腫瘤、神經腫瘤等。 4.emf系統(tǒng) emf系統(tǒng)是由（株）日本mdm公司開發(fā)研究生產的新一代腦外科手術器械。根據其作用原理，我們俗稱之為“電磁刀”。emf系統(tǒng)利用高頻電磁能對機體組織進行汽化，切割和凝固。因該系統(tǒng)外周圍優(yōu)良組織的熱損傷小且不需要對極板，因此尤其使用于腦外等精密外科。對硬性及

11、深部微小腦瘤的去除極為有效。emf系統(tǒng)與常規(guī)的電刀相比，在原理和設計上都有很大區(qū)別。emf系統(tǒng)用于汽化，切割和凝固的輸出功率很?。?9w以下），為一般電刀所不及。不需要對極板這一特點使單極手術刀用于腦外手術成為可能。沒有燒傷感電和破壞神經系統(tǒng)的危險，安全性高，使用方便。與激光刀相比，不需要眼球保護鏡和其它保護附件，操作時對患者和醫(yī)生均無危害。手術時與患部直接接觸，醫(yī)生可以靈活掌握調節(jié)。與超聲波刀相比，emf系統(tǒng)對于硬化深部微小腫瘤的汽化治療效果尤為顯著。handpiece非常輕便且呈彎曲狀，使視野不受影響，并有利于長時間手術。刀頭部分可以任意彎曲，適用于各種手術需要。 5.微波治療 微波是指波

12、長在1毫米至1米范圍內的非電離輻射高頻電磁波。70年代后期微波技術在醫(yī)療上得到應用?？茖W家研究發(fā)現，微波治療有3種：一是大劑量高熱治療腫瘤，能抑制腫瘤細胞的蛋白質合成，降低腫瘤細胞分裂速度，增強化療、放療效果；二是用于局部生物體組織的凝固治療，具有不炭化、不產生煙霧的特點；三是小劑量的溫熱治療，可以解痙、止痛、消炎并促進傷恢復等。 6.電磁波消毒 利用電磁波的場效應和熱效應，在5l0分鐘內能迅速達到國家衛(wèi)生部規(guī)定的消毒要求，對成捆、成扎的紙幣、成疊的毛巾、醫(yī)療器械具有穿透力強，無殘留藥毒性的消毒特點，是當今消毒領域的新突破。 （三）在軍事上的應用 1.雷達 雷達是利用電磁波探測目標的電子設備。

13、發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。 雷達所起的作用和眼睛和耳朵相似，當然，它不再是大自然的杰作，同時，它的信息載體是無線電波。事實上，不論是可見光或是無線電波，在本質上是同一種東西，都是電磁波，傳播的速度都是光速c，差別在于它們各自占據的頻率和波長不同。其原理是雷達設備的發(fā)射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達天線接收此反射波，送至接收設備進行處理，提取有關該物體的某些信息（目標物體至雷達的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等）。 測量距離實際是測量發(fā)射脈沖與回波脈沖

14、之間的時間差，因電磁波以光速傳播，據此就能換算成目標的精確距離。測量目標方位是利用天線的尖銳方位波束測量。測量仰角靠窄的仰角波束測量。根據仰角和距離就能計算出目標高度。 測量速度是雷達根據自身和目標之間有相對運動產生的頻率多普勒效應原理。雷達接收到的目標回波頻率與雷達發(fā)射頻率不同，兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達與目標之間的距離變化率。當目標與干擾雜波同時存在于雷達的同一空間分辨單元內時，雷達利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標。 2.電磁炮 電磁炮是利用電磁發(fā)射技術制成的一種先進的動能殺傷武器.與傳統(tǒng)的大炮將火藥燃氣壓力作用于彈丸不同，電

15、磁炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場的作用力，其作用的時間要長得多，可大大提高彈丸的速度和射程.因而引起了世界各國軍事家們的關注.自80年代初期以來，電磁炮在未來武器的發(fā)展計劃中，已成為越來越重要的部分。 3.電子對抗電子對抗也稱“電子戰(zhàn)”或“電子斗爭”。敵對雙方利用電子技術進行的作戰(zhàn)行動。目的是削弱、破壞敵方電子設備的使用效能，以保護己方電子設備效能得到 充分發(fā)揮。包括雷達對抗、無線電通信對抗、光電對抗等。基本內容有電子對抗偵察、電子干擾和電子防御。電子對抗是現代戰(zhàn)爭的重要作戰(zhàn)手段。 電子對抗就是敵對雙方為削弱、破壞對方電子設備的使用效能、保障己方電子設備發(fā)揮效能而采取的各種電子措施和行動，又稱電子戰(zhàn)。電子對抗分3個方面：電子對抗偵察、電子干擾和電子防御。電子對抗按電子設備的類型可分為雷達對抗、無線電通信對抗、導航對抗、制導對抗、光電對抗和水聲對抗等；按配置部位又可分為外層空間對抗、空中對抗、地面（包括海面）對抗和水