生活中的電磁場(chǎng)

1、1生活中的電磁場(chǎng)生活中的電磁場(chǎng)by 殷凱宇殷凱宇2原理原理3經(jīng)典電磁波模型的動(dòng)態(tài)描述經(jīng)典電磁波模型的動(dòng)態(tài)描述波動(dòng)性波動(dòng)性4 電磁波每一個(gè)振動(dòng)的振幅都是一樣的，如果我們通過(guò)某種方法，可以按照我們的意愿改變電磁波每一次振動(dòng)的幅度不同，那么這個(gè)電磁波上就帶有了某種信息，傳輸出去，再把每次振動(dòng)的幅度不同所代表的信息提取出來(lái)，就達(dá)到了傳輸?shù)哪康摹?簡(jiǎn)單的說(shuō)，我們說(shuō)話，轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，我們用高頻的電磁振動(dòng)去采集這個(gè)信號(hào)，每一次振動(dòng)的幅度對(duì)應(yīng)于我們說(shuō)話的某一個(gè)點(diǎn)上的電壓值，那么這么多振動(dòng)組合起來(lái)，就表示出了我們說(shuō)話對(duì)應(yīng)的電壓的變化的大致情況，就可以傳輸出去，另一端把這個(gè)信息采集出來(lái)，就知道了說(shuō)話的內(nèi)容。5電

2、磁波的發(fā)射與接收過(guò)程電磁波的發(fā)射與接收過(guò)程產(chǎn)生高頻振蕩電流信息信息 電流信號(hào)電信號(hào) 調(diào)制器 發(fā)射天線天線接收調(diào)諧器篩選電信號(hào) 檢波器 信息信息6偶遇電磁偶遇電磁78910 麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員首次演示燈泡的無(wú)線供電。這些研究人員實(shí)現(xiàn)了采用被稱為WiTricity的技術(shù)，該技術(shù)利用匹配天線間的磁耦合諧振。 MIT助理教授Marin Soljacic是該技術(shù)的發(fā)明者在去年秋季美國(guó)物理研究所舉行的工業(yè)物理論壇上介紹了這一技術(shù)。他的MIT團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)從6英尺的距離對(duì)60W燈泡進(jìn)行遠(yuǎn)程供電來(lái)演示這個(gè)概念。 這個(gè)技術(shù)的關(guān)鍵在于非輻射性磁耦合的使用?！皟蓚€(gè)相同頻率的諧振物體將會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的相互耦合

3、，而只有與遠(yuǎn)離諧振環(huán)境的物體有較弱的交互，” Soljacic表示，“正是物理原理實(shí)現(xiàn)了非輻射性無(wú)線能量的傳輸?！蹦壳埃篷詈媳挥糜诙叹嚯x范圍，以對(duì)電池進(jìn)行充電，如在電子牙刷中，但它要求正在充電的設(shè)備非常靠近感應(yīng)線圈，這是因?yàn)榇艌?chǎng)能量隨著距離變大會(huì)迅速丟失。在傳統(tǒng)的磁感應(yīng)中，距離只能通過(guò)增加磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)增加。 另一方面，WiTricity使用匹配的諧振天線，可使磁耦合在幾英尺的距離內(nèi)發(fā)生，而不需要增強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度。 演示裝置包括直徑約為3英尺的匹配的銅線圈，以及與電源相連的工作頻率在兆赫范圍的傳輸線圈。接收線圈在非輻射性磁場(chǎng)內(nèi)部發(fā)生諧振，并以相同的頻率振蕩，然后有效地利用磁感應(yīng)來(lái)點(diǎn)亮燈泡。Solja

4、cic在燈泡演示中讓他的整個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員站在發(fā)送和接收天線之間，這表明諧振天線甚至其間有有物理存在時(shí)也能保持耦合。燈泡繼續(xù)發(fā)光，而不受障礙物的影響。該團(tuán)隊(duì)聲稱，如果沒有匹配天線產(chǎn)生的諧振，那么將會(huì)有一百萬(wàn)多倍的能量被用在傳輸線圈中，以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的非輻射性磁感應(yīng)。 接下來(lái)，該團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備通過(guò)設(shè)計(jì)與嵌入在膝上型電腦底部的天線線圈相匹配的電腦房天線，來(lái)演示以無(wú)線方式對(duì)膝上型電腦進(jìn)行供電。這個(gè)團(tuán)隊(duì)不僅認(rèn)為該技術(shù)能夠提供足夠的電源來(lái)給膝上型電腦的電池充電，而且還預(yù)計(jì)這個(gè)技術(shù)能夠直接向膝上型電腦供電而去掉電池。11選擇性加熱選擇性加熱 物質(zhì)吸收微波加熱的能力，主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)來(lái)決定。介質(zhì)損耗因數(shù)大的物質(zhì)對(duì)微

5、波加熱的吸收能力就強(qiáng)，相反，介質(zhì)損耗因數(shù)小的物質(zhì)吸收微波加熱的能力也弱。由于各物質(zhì)的損耗因數(shù)存在差異，微波加熱加熱就表現(xiàn)出選擇性加熱的特點(diǎn)。物質(zhì)不同，產(chǎn)生的熱效果也不同。水分子屬極性分子，介電常數(shù)較大，其介質(zhì)損耗因數(shù)也很大，對(duì)微波加熱具有強(qiáng)吸收能力。而蛋白質(zhì)、碳水化合物等的介電常數(shù)相對(duì)較小，其對(duì)微波加熱的吸收能力比水小得多。因此，對(duì)于食品來(lái)說(shuō)，含水量的多少對(duì)微波加熱加熱效果影響很大。穿透性穿透性 微波加熱比其它用于輻射加熱的電磁波，如紅外線、遠(yuǎn)紅外線等波長(zhǎng)更長(zhǎng)，因此具有更好的穿透性。微波加熱透入介質(zhì)時(shí)，由于介質(zhì)損耗引起的介質(zhì)溫度的升高，使介質(zhì)材料內(nèi)部、外部幾乎同時(shí)加熱升溫，形成體熱源狀態(tài)，大大

6、縮短了常規(guī)加熱中的熱傳導(dǎo)時(shí)間，且在條件為介質(zhì)損耗因數(shù)與介質(zhì)溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系時(shí)，物料內(nèi)外加熱均勻一致。熱慣性小熱慣性小 微波加熱對(duì)介質(zhì)材料是瞬時(shí)加熱升溫，能耗也很低。另一方面，微波加熱的輸出功率隨時(shí)可調(diào)，介質(zhì)溫升可無(wú)惰性的隨之改變，不存在“余熱”現(xiàn)象，極有利于自動(dòng)控制和連續(xù)化生產(chǎn)的需要。微波微波 加熱方面應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)加熱方面應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)12毫米波通信的優(yōu)點(diǎn)是毫米波通信的優(yōu)點(diǎn)是：1、可用頻帶極寬。毫米波段頻帶寬度為270吉赫（GHz），為整個(gè)短波波段的一萬(wàn)倍；2、方向性強(qiáng)，保密性好；3、干擾很小，幾乎不受大氣干擾、宇宙干擾和工業(yè)干擾的影響，因而通信穩(wěn)定。13毫米波毫米波雷達(dá)優(yōu)勢(shì)雷達(dá)優(yōu)勢(shì) 使用毫米波（通常毫米波是指30300GHz頻域(波長(zhǎng)為110mm)的）毫米波的波長(zhǎng)介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。同厘米波導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭具有體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點(diǎn)。與紅外、激光、電視等光學(xué)導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，具有全天候(大雨天除外)全天時(shí)的特點(diǎn)。另外，毫米波導(dǎo)引頭的抗干擾、反隱身能力也優(yōu)于其他微波導(dǎo)引