电磁场与电磁波的应用

电磁场与电磁波的应用

0 引言

电磁场与电磁波简介：电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，

这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。所以，本文主要研究电磁场与电磁波在生活中的多项应用，其中，将主要研究电能的无线传输技术。

1 电磁场与电磁波理论的建立

在电磁学发展的早期，人们认识到带电体之间以及磁极之间存在作用力，而作为描述这种作用力的一种手段而引入的"场"的概念，并未普遍地被人们接受为一种客观的存在。现在人们已经认识清楚，电磁场是物质在一种形态，它可以和一切带电物质相互作用，产生出各种电磁现象。电磁场本身的运动服从波动的规律。这种以波动形式运动变化的电磁场称为电磁波。

库仑定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。安培等人又发现电流元之间的作用力也符合平方反比关系，提出了安培环路定律。基于这与牛顿万有引力定律十分类似，泊松、高斯等人仿照引力理论，对电磁现象也引入了各种场矢量，如电场强度、电通量密度（电位移矢量）、磁场强度、磁通密度等，并将这些量表示为空间坐标的函数。但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段，实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。直到法拉第, 他认为场是真实的物理存在, 电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的，最终才作用到电荷或电流上。他在1831 年发现了著名的电磁感应定律，并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述。1846 年, 法拉第还提出了光波是力线振动的设想。法拉第提出的电磁感应定律表明，磁场的变化要产生电场。这个电场与来源于库仑定律的电场不同，它可以推动电流在闭合导体回路中流动，即其环推动电流在闭合导体回路中流动，即其环路积分可以不为零，成为感应电动势。现代大量应用的电力设备和发电机、变压器等都与电磁感应作用有紧密联系。由于这个作用。时变场中的大块导体内将产生涡流及趋肤效应。电工中感应加热、表面淬火、电磁屏蔽等，都是这些现象的直接应用。继法拉第电磁感应定律之后，麦克斯韦提出了位移电流概念。电位移来源于电介质中的带电粒子在电场中受到电场力的作用。这些带电粒子虽然不能自由流动，但要发生原子尺度上的微小位移。麦克斯韦将这个名词推广到真空中的电场，并且认为：电位移随时间变化也要产生磁场，因而称一面积上电通量的时间变化率为位移电流, 而电位移矢量D 的时间导数为位移电流密

度。它在安培环路定律中，除传导电流之外补充了位移电流的作用，从而总结出完整的电磁

方程组，即著名的麦克斯韦方程组，描述了电磁场的分布变化规律。麦克斯韦方程组是在库 仑定律（适用于静电）、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律等实验定律的基础上建立起 来的。通过提取上述实验定律中带普遍性的因素， 并根据电荷守恒定律引入位移电流， 就可 以导出麦克斯韦方程组。J.C.麦克斯韦继承并发展了法拉第的这些思想，

仿照流体力学中的 方法，采用严格的数学形式，将电磁场的基本定律归结为 4个微分方程，人们称之为麦克斯 韦方程组。在方程中麦克斯韦对安培环路定律补充了位移电流的作用，

他认为位移电流也能 产生磁场。

麦克斯韦方程组给出了电磁场运动变化的规律， 包括电荷电流对电磁场的作用。 将麦克

斯韦方程组、洛伦兹里公式和带电体的力学运动方程联立起来，

就可以完全确定电磁场和带 电体的运动变化。因此，麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式构成了描述电磁场运动和电磁作用 普遍规律的完整体系。

根据这组方程，麦克斯韦还导出了场的传播是需要时间的， 其传播速度为有限数值并等 于光速，从而断定电磁波与光波有共同属性，预见到存在电磁辐射现象。

2在生产、生活上的应用

2.1电能无线传输

2.1.1电磁感应式无线电能传输

非接触感应电能传输技术早在 100年前就已经为人所知，通常采用非接触变压器耦合

进行无线电力传输。它将系统的变压器紧密型耦合磁路分开

，变压器原边绕组流过的是高频 交流电，通过原、副边绕组的“电磁感应”将电能传输到副边绕组及用电设备，从而实现在 电源和用电负载之间的能量传递而不需物理连接。

该系统主要由三个部分组成，即能量发送 端、无接触变压器和能量接收端，系统框图如图 2-1所示。

能量发送端 无接触变压器 能量接收端

图2-1电磁感应式无线电能传输的原理图

F 图2-2是非接触感应电能传输系统框图。 ?! 初矍

换器 f F/D

控制 *

电茸

图2-2电磁感应式无线电能传输仿真图

特点：利用非接触“电磁感应”来进行无线供电传输是非常成熟的技术， 但会受到很多限制。

比如变压器绕组的位置， 气隙的宽度，使得磁场会随着距离的增加而快速衰减。 如果要增加

供电距离，只能加大磁场的强度。然而， 磁场强度太大一方面会增加电能的消耗，

另一方面 可能会导致附近使用磁信号来记录信息的设备失效。

所以其有效传输距离只有几厘米， 所以

这种无线电力传输只能是短距离电能传输。 2.1.2电磁共振式无线电能传输

电磁共振式（ 又称 WiTricity 技术）是由麻省理工学院（

MIT ）的研究人员提出的。 系统采用两个相同频率的谐振物体产生很强的相互耦合，利用线圈及放置两端的平板电容 器，共同组成谐振电路，实现能量的无线传输。 2007年6月，麻省理工大学的物理学助理

教授马林•索尔贾希克（Marin Soljacic ）和他的研究团队取得了新的进展。他们给一个直 径60厘米的线圈通电，6英尺（约1.9米）之外连接在另一个线圈上的 60瓦灯泡被点亮

了。这个实验中发送端和接收端的线圈组成一个磁共振系统，

当发送端的磁振荡频率和接收

端线圈的固有频率相同时， 接收端就产生共振， 从而实现了能量的传输。

典型的电磁共振耦 合无线输电系统如图 2-3所示。 发送端

整个装置包含两个线圈， 每一个线圈都是一个自振系统。 其中一个是发射装置， 与能量

源相连，它并不向外发射电磁波， 而是利用振荡器产生高频振荡电流， 在周围形成非辐射磁

场，即将电能转换成磁场； 当接收装置的固有频率与收到的电磁波频率相同时，

接收电路中 产生的振荡电流最强，完成磁场到电能的转换，从而实现电能的高效传输。在能量传输的过 程中，电磁波的频率越高其向空间辐射能量就越大，传输的效率也就越高。

特点：根据共振的特性，能量传输是在一个共振系统内部进行， 对这个共振系统之外的 物体不会产生什么影响。 当发射端通电时，它并不会向外发射电磁波， 而只是在周围形成一 个非辐射的磁场。 这个磁场用来和接收端联络， 激发接收端的共振， 从而以很小的消耗为代 价来传输能量。 无线传输能量过程中的磁场强度不过和地球磁场强度相似， 不会对人体和周 围设备产生不良影响。这种新技术所消耗的电能只有传统电磁感应供电技术的百万分之一，

其有效传输距离为几十厘米振荡器 功率放 大电路

阻抗匹

配电路

充电

电池

发射线

接受线圈

到几米，所以这种传输形式是中程传输。

2.1.3 电磁辐射式无线电能传输

该方式主要采用微波波段进行电能传输。微波是波长介于无线电波和红外线之间的电磁波。由于频率较高，能顺利通过电离层而不反射。宇宙空间对微波传输十分理想，几乎没有能量损耗，通过大气层时的损耗为2%。微波输电利用电磁辐射原理，由电源送出电力，通

过微波转换器将工频交流电变换成微波，再通过发射站的微波发射天线送到空间，然后传输到地面微波接收站，接收到的微波通过转换器将微波变换成工频交流电，供用户使用。

远场一般指远远大于装置尺寸的几千米以上的传输距离。只要合理设计接收机形状，采用高精度定向天线或高质量的平行激光束就可实现远距离传能。通过无线电波可以在微波范围内实现能量定向传输，接收端采用硅整流二极管天线可将微波能量转换回电能。在人体允许的能量密度

1mW/cm2范围内，在直径为10km的空间中，传递能量可达750M W无线电波波长越短，其定向性越好，弥散越小。因此，可以利用微波或激光来实现电能的远程传输，这对于新能源的开发和利用、

解决未来能源短缺等问题有着重要意义。随着经济和社会的发展, 能源消耗越来越大, 环境污染和电力需求的迅速增长使得人们越来越重视可再生能源的发展。其中太阳能以其能量高，取之不尽，用之不竭，全天候供应成为能量的最理想来源之一。

特点：传输距离为几千米，属于远程传输。

2.1.4 无线电能传输技术的应用

电磁感应式电能传输技术早已经为人所知，但因为效率太低，没能商业化。随着功率变换技术、控制技术和磁性材料的发展，非接触电磁感应电能传输技术得到了迅速发展。

大功率方面的应用，比如20 世纪90 年代新西兰奥克兰大学所属奇思公司已将非接触

感应电能传输技术成功应用于新西兰Rotorua国家地热公园的30KW旅客电动运输车。德国

奥姆富（WAMPELER公司150KW载人电动火车，轨道长度达400m,气隙为120mm是目前

最大的非接触感应电能传输系统。小功率应用方面近几年发展迅速，主要是对便携式终端设备进行无线充电的研究。2010 年7月无线充电联盟，发布了Qi 标准对便携式终端充电设备的生产和制造进行规范，其应用的就是电磁感应式无线电能传输原理。

磁共振无线电能传输技术的应用非常广泛，小到几十毫瓦的生物植入电子器件，大到上

千瓦的电动汽车或运动机器人都可以得到应用。主要应用于：植入电子器件：如心脏起搏器、

神经刺激器、全人工心脏等；交通运输以及水下、井下：如电动汽车、磁悬浮、海底探测、井下设备等；驱动机器人：如旋转关节、运动机器人等；电池充电：如手机、电动牙刷、电动剃须刀、笔记本电脑充电等

日本已制造出卫星电站，位于地球静止轨道上，其发电能力达到

500KW距离地面

36000km,微波输电就是把太阳能电池产生的直流电能，用微波管转换成微波波束，天线发射到地面接收站，再还原为交流电送到用户。微波输电时，用于无线输电的微波束强度仅为5mW/cm-2，比

100mW/cm-2的阳光强度小得多。因此，微波无线输电十分安全，不会发生电离, 不会使周围生物的基因发生变异。在微波接收器下面甚至可以种植蔬菜。但是地面接收天线面积很大,其功率密度低于

安全标准,选2.45GHZ 的微波时,对环境和生态影响不大, 但对通信和雷达、射电天文干扰很大。微波输电技术的实际应用还有一些问题, 大面积推广还需时日,但可以肯定,随着科技的发展,微波输电会有广泛的应用前景。

2.2 生物电磁场保健

在科学上, 称超过人体承受或仪器设备容许的电磁辐射为电磁污染。电磁辐射分二大类, 一类是天然电磁辐射,如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等,除对电气设备、飞机、建筑物等可能造成直接破坏外,还会在广大地区产生严重电磁干扰。另一类是人工电磁辐射, 主要是微波设备产生的辐射, 微波辐射能使人体组织温度升高, 严重时造成植物神经功能紊乱。但是对电磁辐射,要正确认识,而且要科学防护。事实上,电磁波也如同大气和水资源一样, 只有当人们规划、使用不当时才会造成危害。一定量的辐射对人体是有益的,医疗上的烤电、理疗等方法都是利用适量电磁波来治病健身

将人体置于姜氏场导舱内接受载有青春信息的植物幼苗发射的生物电磁波。结果发现：人体红细胞膜的渗透脆性降低,韧性增强；甲状腺素、性激素分泌增加；免疫功能提高；肾上腺皮质激素分泌无明显变化。提示：植物幼苗电磁波有助于红细胞功能的发挥, 促进机体新陈代谢, 增加青春活力, 提高性功能, 增强免疫力从而对人体发挥返老还青和医疗保健作用。

2.3 在军事上的应用——雷达

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波, 由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似,当然, 它不再是大自然的杰作, 同时,它的信息载体是无线电波。事实上,不论是可见光或是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁波,传播的速度都是光速C,差别在于它们各自占据的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向, 处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息（目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等）。

测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差, 因电磁波以光速传播, 据此就能换算成目标的精确距离。测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。

测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同, 两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

3 结论

总而言之，电磁场理论在现代科技中的应用非常广泛，涉及的领域很多。从电磁场理论的发展历史到电磁场理论在现代科技中的应用，我们了解到的是电磁场理论的发展经历了很长时间，从初步的认识到完善，几代物理学家为之付出了很多的努力，然而它的发展还没有停止，还有很多被隐藏的真理等待我们去探索，电磁场理论应用的领域应该还可以被扩展，这些都等待我们去发掘。

参考文献：

1、李广凯，梁海峰，赵成勇，周明，李庚银. 几种特殊输电方式的分析比较和展望[J]. 中国电力，2004(4):43-47.

2、毛赛君. 非接触感应电能传输系统关键技术研究. 南京航空航天大学硕士论文，2006(3):4-5.

3 、闫卓, 陈海燕，杨庆新，张超. 磁共振无线传能技术及其应用探讨. 天津市电机工程学会2009 年学术年会论文集，2009(9):118-121.

2、常书惠。无线电能传输技能与Qi 标准。

电磁场与电磁波运用

电磁场在高新技术上的运用 通信093 吴佳伟3090401029 电磁场理论是电工学和电子学的一门十分重要的基础课程。无论是电机、电器、高压输电、测量仪表以及一切无线电工程系统,例如,通信、广播、雷达、导航等的无线收发、讯号传输、电波传播等等,大到宇宙空间的星体辐射,小到集成电路的布线位置都牵涉到电磁场理论的问题,这一点大家都已很清楚了。这里我准备就最近发展的高新技术中有关电磁场和电磁波的问题谈谈自己的一点认识。 1.电子学方面的高新技术在1991年的海湾战争中得到了最集中和最充分的表演。在这场战争中号称世界第四大军事强国的伊拉克在以美国为首的多国部队的电子战的打击下,一开始整个电子指挥系统,包括通信,武器装备,重要设防等就遭到严重的干扰和破坏,呈现瘫痪挨打的被动局面。因此只打了42天战争就损失兵员30万,财产1000～2000亿美元,最后不得不答应无条件投降。相反,多国部队在这场投下炸弹为当年在日本投下的原子弹几十倍的激烈战争中,在80万兵员中只死亡149人。这一奇迹,充分显示出电子战的重大威力。因而有人称海湾战争是一场“频谱战争”,是“电子战争”,是“信息战争”。这场电子战的主要手段包括电子侦察与精确定位(包括全球定位系统(ＧＰＳ)和辐射源定位),电子干扰、精密制导、隐身飞机、Ｃ3Ｉ系统等等。这些高新技术都牵涉到电波与天线的问题。与过去不同的是地空一体化,把遥远分开的作战分部统一指挥控制,统一协调起来。对武器的性能指标要求精密度更高,响应时间更短,抗干扰的能力更强。因此对自适应天线,相控阵天线、毫米波天线、微带天线、卫星通信、移动通信等等提出了更高的要求。而这些研究课题的基础离不开电磁场理论。 2.隐身技术是目前国防军事的热门话题。 在海湾战争中美军使用Ｆ-117Ａ隐身飞机成功地突破伊拉克的空防线完成了许多危险性最大的战略性攻击任务,占攻击目标的40%,命中率高达85%。参战的44架Ｆ117Ａ型隐身飞机共出动1300次,飞行6900小时,没有一架被击落,可见其隐身的有效性。飞机在鼻锥方向对微波雷达的ＲＣＳ只有0 .0 2 5ｍ2 ,为常规战斗机的1 / 2 0 0。隐身技术的很重要一个方面的内容是电磁波的散射问题。电磁波投射到飞行目标上将发生散射。散射回来的电磁波究竟有多大场强,怎样减少回波的强度以达到隐身的目的,这些问题引起了广大从事电磁场研究工作人员的关注。因此目前大量的研究工作集中在如何计算电磁波投射到各种不同材料组成的各种形状物体的散射场上。根据最近报导,用碳化硅烧结出来的陶瓷,能有效地吸收频率从 1 0ＭＨｚ到10 . 2Ｇｚ的电磁波,吸收率达到99. 2 %。电磁散射的研究不只是为了隐身的目的,对地下资源和地层结构的勘探,对目标识别,对天线辐射,对电磁兼容等都有非常重要的意义。逆散射是由已知散射场的分布反过来确定波源和散射体的位置形状和组成。目标识别形状重建和微波成像都是逆散理论的具体应用。 3.核爆炸产生强大的电磁脉冲,这种冲击波将摧毁在其周围的电子仪器的正常工作。 研究这种瞬时暴发的冲击波的传播规律、作用距离、场强大小和散射特性等无疑

电子通信技术中电磁场和电磁波的运用

电子通信技术中电磁场和电磁波的运用 电磁场和电磁波是电子通信技术中非常重要的基础。电子通信技 术的发展与进步，离不开电磁场和电磁波的应用。本文将首先介绍电 磁场和电磁波的概念，接着探讨电磁场和电磁波在通信技术中的应用，最后分析电磁场和电磁波在通信技术中的优缺点及未来发展趋势。 一、电磁场和电磁波的概念 电磁场是指由电荷所产生的场，包括电场和磁场。电场是指电荷 在空间中相互作用时所产生的场，磁场是指电流在空间中相互作用时 所产生的场。电磁波是指电磁场的传播形式，其特点是具有电场和磁 场的相互作用和相互耦合，以及在空间和时间上的周期性变化。 二、电磁场和电磁波在通信技术中的应用 电磁场和电磁波在通信技术中有广泛的应用。其中，无线电通信、雷达、卫星通信、光纤通信等是电磁场和电磁波最为重要的应用之一。 1、无线电通信 无线电通信是一种通过无线电波传输信息的通信方式。在无线电 通信中，电磁波是一种核心技术。通过在不同频率和波长的电磁波中 编码信息，可以实现远距离无线通信。对于无线电通信来说，电磁波 的发射和接收是极其重要的。 在通信中，无线电设备会利用电磁波进行无线信号的传输。这些 电磁波可以在空气中自由传播，并且具有足够的穿透力，可以穿过建 筑物、树木、地面等物体。电磁波的频率和波长决定了信号的传输速率，不同频率和波长的无线电波有不同的特性。 2、雷达 雷达是一种通过发射电磁波来监测、探测和追踪目标的技术。雷 达利用电磁波对目标进行扫描，可以得到目标的位置、速度、大小等 信息，从而实现目标的追踪和定位。 雷达通过发射电磁波并接收反射信号来实现目标监测。雷达的发 送端会发射出一束电磁波，这些电磁波会被目标物体反射回来。接收

电磁场与电磁波的应用

电磁场与电磁波的应用 201303030307014 钱津超 伴随着电子化及信息化的的迅猛发展，电磁场与电磁波作为一种重要的信息载体，已经渗透到了人们生活中的各个方面，小到一部收音机，一台电视机，大到卫星通讯，雷达扫描，无一离开电磁波的使用，可以说，人类的进步，其实就是伴随着人类对电磁场与波的逐渐认识与探究而不断发生的，没有电磁场，就没有现代化的今天。 电磁场与电磁波的应用虽然普及到人类的各个层次与方面，但主要集中体现在军事领域，通信领域及生活领域，那么今天我们就从这三个方面入手，以实际的例子来了解一下看不到摸不着却又与无处不在的电磁波。 一，通信领域 电磁场与电磁波的应用贯穿于移动通信技术的整个发展史。现代移动通信的技术起步于20世纪40年代，这一时期的通信系统主要依赖于第一代的移动通信技术，采用的是模拟技术和频分多址技术，我们通常叫它为FDMA技术。第二代通信系统叫做TDMA技术，也就是2G 技术，主要采用的是数字时分技术，大大提高了系统容量，后来由于信息量的增长极客户的需求，又发展了3G技术，也就是COMA码分技术，极大地提高了无线频率的利用效率，实现高速数据传输和宽带多媒体服务，提供全球覆盖，实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接，基本能满足客户对通信网络的需求。然而随着社会的进步，现如今3G网络也早已不能满足突增的信息量的快速传递。所以有发展了4G网络技术，也就SDMA技术，利用空分分地址使信息的快速传递又提升了一个新的层次。想必未来还会发展出更高效率的信息传递技术来满足社会的需要。 1，微波通信 微波是指频率在300MHZ~300GHZ的电磁波，波长很短，所以绕过障碍物而传播的尺度也很小，这就决定了使用微波作为信息载体的话，就要建立很多的中继站作为信息接力点，较大的通信系统就要建立很多的基站，这就限制了它的使用，所以微波主要是用在一些短距离通信上，如对讲机等 2，卫星通信 卫星通信实际上就是利用卫星作为中继站，转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行通信。地球站是设在地球表面，包括地面、海洋和大气中的通信站。实际上卫星通信可以看作是利用微波频率，把通信卫星作为中继站而进行的一种特殊的微波中继通信。卫星通信工作频段与微波通信相同。目前民用通信卫星使用同步工作方式，称为同步卫星通信系统。从地面上看，这颗卫星永远像挂在天空不动，因此同步卫星也称为“静止卫星” 光纤通信 众所周知，光速是世界上最快的速度。那么利用光作为信息载体的话将极大地提高信息传递速率。但是由于光在大气中受到影响的因素很多，给光的控制及跟踪带来的了困难，所以限制了大气光通信的发展。后来人们想到利用介质来传输光信号，这种介质就是光导纤维。现如今光纤通信已经普及到了世界各个角落。 二，生活领域 1，广播电视系统 广播是通过无线电波或通过导线向广大地区播送音响，图像节目传播媒介。而广播又分为声音广播和电视广播。狭义上来说，广播是利用无线电和导线，只传递声音内容，而从广义上来说，广播还包括我们平常认为的但有声音的广播及既有声音又有图像的广播电视。

电磁场与电磁波的应用

电磁场与电磁波的应用 0 引言 电磁场与电磁波简介：电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。所以，本文主要研究电磁场与电磁波在生活中的多项应用，其中，将主要研究电能的无线传输技术。 1 电磁场与电磁波理论的建立 在电磁学发展的早期，人们认识到带电体之间以及磁极之间存在作用力，而作为描述这种作用力的一种手段而引入的"场"的概念，并未普遍地被人们接受为一种客观的存在。现在人们已经认识清楚，电磁场是物质在一种形态，它可以和一切带电物质相互作用，产生出各种电磁现象。电磁场本身的运动服从波动的规律。这种以波动形式运动变化的电磁场称为电磁波。 库仑定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。安培等人又发现电流元之间的作用力也符合平方反比关系，提出了安培环路定律。基于这与牛顿万有引力定律十分类似，泊松、高斯等人仿照引力理论，对电磁现象也引入了各种场矢量，如电场强度、电通量密度（电位移矢量）、磁场强度、磁通密度等，并将这些量表示为空间坐标的函数。但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段，实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。直到法拉第,他认为场是真实的物理存在,电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的，最终才作用到电荷或电流上。他在1831年发现了著名的电磁感应定律，并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述。1846年,法拉第还提出了光波是力线振动的设想。法拉第提出的电磁感应定律表明，磁场的变化要产生电场。这个电场与来源于库仑定律的电场不同，它可以推动电流在闭合导体回路中流动，即其环推动电流在闭合导体回路中流动，即其环路积分可以不为零，成为感应电动势。现代大量应用的电力设备和发电机、变压器等都与电磁感应作用有紧密联系。由于这个作用。时变场中的大块导体内将产生涡流及趋肤效应。电工中感应加热、表面淬火、电磁屏蔽等，都是这些现象的直接应用。继法拉第电磁感应定律之后，麦克斯韦提出了位移电流概念。电位移来源于电介质中的带电粒子在电场中受到电场力的作用。这些带电粒子虽然不能自由流动，但要发生原子尺度上的微小位移。麦克斯韦将这个名词推广到真空中的电场，并且认为：电位移随时间变化也要产生磁场，因而称一面积上电通量的时间变化率为位移电流,而电位移矢量D的时间导数为位移电流密度。它在安培环路定律中，除传导电流之外补充了位移电流的作用，从而总结出完整的电磁

电磁场与电磁波的应用

电磁场与电磁波的应用 电磁波是电磁场的一种运动形态。在高频电磁振荡的情况下，部分能量以辐射方式从空间传播出去所形成的电波与磁波的总称叫做“电磁波”。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。随着科技水平的进步，人们在于电磁场与电磁波的应用方面得到了更为全面的认识。 （一）在生产上的应用 1.电磁泵 利用磁场和导电流体中电流的相互作用，使流体受电磁力作用而产生压力梯度，从而推动流体运动的一种装置。实用中大多用于泵送液态金属，所以又称液态金属电磁泵。电磁泵按电源形式可分为交流泵和直流泵；按液态金属中电流馈给的方式可分为传导式电磁泵和感应式电磁泵；按结构不同可分为平面泵和圆柱泵等。传导式泵中，电流由外部电源经泵沟两侧的电极直接传导给液态金属；感应泵中，电流则由交变磁场感应产生。电磁泵没有转动部件，结构简单，密封性好，运转可靠，因此在化工、印刷行业中用于输送一些有毒的重金属，如汞、铅等；在原子能动力工业中用于输送化学性质特别活泼的金属，如钠、钾、钠钾合金；在铸造企业中可以用来做铝、镁等活泼金属的定量泵，但现在主要为军工等大型企业使用。 2.磁流体发电机 磁流体发电中的带电流体，它们是通过加热燃料、惰性气体、碱金属蒸气而得到的。在几千摄氏度的高温下，这些物质中的原子和电子的运动都很剧烈，有些电子甚至可以脱离原子核的束缚，结果，这些物质变成自由电子、失去电子的离子以及原子核的混合物，这就是等离子体。将等离子体以超音速的速度喷射到一个加有强磁场的管道里面，等离子体中带有正电荷、负电荷的高速粒子，在磁场中受到洛伦兹力的作用，分别向两极偏移，于是在两极之间产生电压，用导线将电压接入电路中就可以使用了。 磁流体发电的另一个好处是产生的环境污染少。利用火力发电，燃烧燃料产生的废气里含有大量的二氧化硫，这是造成空气污染的一个重要原因。利用磁流体发电，不仅使燃料在高温下燃烧得更加充分，它使用的一些添加材料还可以和硫化合，生成硫酸钾，并被回收利用，这就避免了直接把硫排放到空气中，对环境造成污染。 利用磁流体发电，只要加快带电流体的喷射速度，增加磁场强度，就能提高发电机的功率。人们使用高能量的燃料，再配上快速启动装置，就可以使发电机功率达到1000万kW，这就满足了一些需要大功率电力的场合。目前，中国，

电磁场与电磁波在实际中的应用

电磁场与电磁波在实际中的应用 电磁场与电磁波在实际中的应用 班级：电子0801 姓名：郑文韬学号：20212653 一、《电磁场与电磁波》课程综述： 《电磁场与电磁波》课程要求电子类各专业主要课程的核心内容都是电磁现象在特定 范围、条件下的体现，分析电磁现象的定性过程和定量方法是电类各专业学生掌握专业知 识和技能的基础之一，因而电磁场与电磁波课程所涉及的内容，是合格的电子类专业本科 学生所应具备的知识结构的必要组成部分。不仅如此，电磁场理论又是一些交叉领域的学 科生长点和新兴边缘学科发展的基础。学好电磁场理论将增强学生的适应能力和创造能力。因此本课程的作用不仅是为进一步学习准备必要的基础，更为深远的是关系到所培养学生 的基本素质，因此“电磁场与电磁波”课程在教学计划中应占有重要地位，它是电子类专 业本科学生的一门技术基础课。通过学习本课程，应具备以下能力： （1）在大学物理电磁学的基础上,进一步掌握宏观电磁场的基本规律，并结合各专业 实际介绍其技术应用的基本知识； （2）通过教学，培养学生用场的观点对电器工程中的电磁现象和电磁过程进行定性 分析和判断的能力，了解进行定量分析的基本途径，为进一步学习和应用各种较复杂的电 磁场计算方法打下基础； （3）通过电磁场理论的逻辑推理，培养学生正确思维和严谨的科学态度。 二、电磁场与电磁波在生活生产中的应用 （1）光电开关 光是一种电磁射线，其特性如同无线电波和X射线，传递速度约为300000千米/秒， 因此它可以在发射的一瞬间被其接收。红外线开关光电开关是利用人眼不可见（波长为

780nm-1mm）的近红外线和红外线的来检测、判别物体。通过光电装置瞬间发射的微弱光 束能被安全可靠的准确的发射和接收。光电开关的重要功能是能够处理光的强度变化：利 用光学元件，在传播媒介中间使光束发生变化；利用光束来反射物体；使光束发射经过长 距离后瞬间返回。光电开关是由发射器、接收器和检测电路三部分组成。发射器对准目标 发射光束，发射的光束一般来源于发光二极管（LED）和激光二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经过多次选择，朝着目标不间接 地运行。接收器有光电二极管或光电三极管组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜 和光圈等。在其后面的是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。 光电开关可分为对射型、漫反射型、镜面反射型。 对射型光电开关：由发射器和接收器组成，结构上是两者相互分离的，在光束被中断 的情况下会产生一个开关信号变化，典型的方式是位于同一轴线上的光电开关可以相互分 开达50米。特征：辨别不透明的反光物体；有效距离大，因为光束跨越感应距离的时间 仅一次；不易受干扰，可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中；装置的消耗高， 两个单元都必须敷设电缆。 漫反射型光电开关：是当开关发射光束时，目标产生漫反射，发射器和接收器构成单 个的标准部件，当有足够的组合光返回接收器时，开关状态发生变化，作用距离的典型值 一直到3米。特征：有效作用距离是由目标的反射能力决定，由目标表面性质和和颜色决定；较小的装配开支，当开关由单个元件组成时，通常是可以达到粗定位；采用背景抑制 功能调节测量距离；对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感。 镜面反射型光电开关：由发射器和接收器构成的情况是一种标准配置，从发射器发出 的光束在对面的反射镜被反射，即返回接收器，当光束被中断时会产生一个开关信号的变化。光的通过时间是两倍的信号持续时间，有效作用距离从0.1米至20米。特征：辨别 不透明的物体；借助反射镜部件，形成高的有效距离范围；不易受干扰，可以可靠合适的 使用在野外或者有灰尘的环境中 （2）微波和磁场强化细菌浸出黄铜矿研究 现状 铜是重要的有色金属,我国铜矿的平均含铜品位为0. 71% , 品位超过1%的仅占铜矿 总量的20%。品位在0. 7%以下占总量的56% ,全国未开采利用的铜资源中有一半以上是属于低品位随着大量开采,高品位、易选铜矿已日趋减少,使人们开始考虑开发利用低品位的 铜矿以及回收利用矿渣。国外采用生物冶金技术处理单一铜矿物,边界品位可达0. 01%。 目前,采用细菌堆浸或地下浸出工艺生产的铜大约占全世界铜年产量的25%[ 2 ] 。黄铜矿是低品位硫化铜矿中的主要铜矿物,又是硫化铜中最难浸出的铜矿物之一。 细菌浸矿

(完整word版)报告—电磁场和电磁波在通信技术领域的应用

电磁波和电磁场在电子通信技术领域的应用随着科技的不断发展，电磁波和电磁场的应用也越来越广泛，给人民的生活也带来了很多的方便。其中电磁波和电磁场的应用最主要最频繁的是用于通信方面了，譬如大家熟知的手机信号就是电磁波。电磁波和电磁场常见的应用主要包括以下几个方面： 1、家用方面：电磁炉、微波炉; 2、医用方面：激光治疗、微波治疗、生物电磁场保健、EMF系统; 3、军用方面：雷达、卫星通信、隐形飞机； 4、探测方面：电磁波探测石油、微波输能； 另外电磁波和电磁场还运用于WAP、磁悬浮列车、喷墨打印机等等。 一、电磁炉 电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理，利用电流通过线圈产生磁场。当磁场内的磁力线通过金属器皿的底部时会产生无数小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热于器皿内的食物。炉面的陶瓷表面不会发热，而锅具自行发热，并煮食锅内食物。电磁炉的热效率极高，煮食时安全、洁净、无火、无烟、无废气、不会爆炸或引致气体中毒。当磁场内的磁力线通过非金属物休，不会产生涡流，故不会产生热力。炉面和人都是非金属物体，本身不会发热，安全可靠。二、激光治疗

激光广泛应用于国防、农业、卫生医疗和科学研究，也是治疗肿瘤的一种新方法。用它既能切割组织，同时又能止血，能使肿瘤组织迅速气化和雾化，从而使肿瘤在瞬间消失。激光可使肿瘤组织离化、核分解而被破坏死亡。激光制造成激光器、激光手术刀用于治疗体表肿瘤，眼耳鼻咽喉肿瘤、神经肿瘤等。激光的热效应使得肿瘤组织在几秒种的短时间内局部温度高达200-1000摄氏度，使其变性、凝固坏死，继而气化消失。激光被肿瘤组织吸收后可增强热效应，使肿瘤组织被破坏，以达到治疗的效果。 三、生物电磁场保健 将人体置于姜氏场导舱内接受载有青春信息的植物幼苗发射的生物电磁波。促进机体新陈代谢，增加青春活力，提高性功能，增强免疫力，从而对人体发挥返老还青和医疗保健作用。 四、隐形飞机 隐形飞机“隐形”是指雷达“看不到”它。飞机达到隐形效果的关键在于采用隐形材料和隐形设计，尽量把雷达波束吸收掉，或者向偏离原雷达的方向反射，这样飞机就不容易被雷达探测到。这就是隐形飞机隐形的基本原理。 五、WAP WAP其实就是“无线应用协议”的简称。WAP是一个全球统一的“免执照”无线网际网络协议，让无线器材用户，尤其是流动电话用户，能够透过该项协议上网享受网际网络的好处。

电磁波电磁场的原理和应用

电磁波电磁场的原理和应用 1. 电磁波的概述 •电磁波是一种能量传播的现象，由电场和磁场构成。 •电磁波可以分为不同频率的波段，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。 •电磁波具有特定的速度，即真空中的光速，约为300,000千米/秒。 2. 电磁场的定义和特性 •电磁场是由电荷和电流所产生的一种物理现象，它具有方向和大小。 •电磁场可以通过电场和磁场的矢量叠加来描述。 •电磁场的特性包括强度、方向和变化率等。 3. 电磁场的形成和传播 •电磁场的形成是由电荷和电流的相互作用导致的。 •电磁波的传播是通过电场和磁场的相互作用以及它们之间的耦合实现的。 •电磁波的传播速度取决于介质的性质，如在真空中传播速度为光速。 4. 电磁波的频谱和应用 •电磁波频谱包含了不同频率的波段，每个波段都具有不同的特性和应用。 •无线电波用于无线通信、广播和雷达等应用。 •微波被广泛用于微波炉、雷达、通信和天体物理学研究等领域。 •可见光是人类所能感知的电磁波，用于照明和光通信等应用。 •紫外线、X射线和γ射线用于医学成像、材料检测和核物理研究等领域。 5. 电磁波的影响和安全性 •长期暴露在强电磁场辐射下可能产生健康问题。 •电磁辐射的限制和安全标准由国际电工委员会（IEC）和其他组织制定。 6. 电磁波的研究和未来发展 •对电磁波的研究对于理解宇宙和开发新的科技应用具有重要意义。 •未来的发展方向包括更高频率的电磁波研究和开发新的应用技术。

以上是关于电磁波电磁场的原理和应用的简要概述，电磁波作为一种能量传播方式，广泛应用于无线通信、雷达、医学成像和天体物理学研究等领域。了解电磁波的原理和特性，以及电磁波的不同频段和应用，对于深入理解现代科学和技术的发展具有重要意义。在使用电磁波技术时，我们也应注意电磁辐射对健康的潜在影响，并严格遵守相关的安全标准和规定。未来，电磁波的研究将继续推动科技的进步，为人类带来更大的福祉。

电磁场与波的传播和应用

电磁场与波的传播和应用 电磁场和电磁波是我们生活中不可或缺的物理现象。电磁场是 由带电粒子产生的力场，可以作用于电荷，产生电场和磁场。而 电磁波则是由电场和磁场相互作用产生的波动现象，可以在空气、真空和各种介质中传播。 1. 电磁场的产生和作用 电磁场是由带电粒子产生的力场，其作用原理可以通过库仑定 律和安培定律来解释。库仑定律描述了点电荷之间的作用力，具 有距离平方反比的特点。而安培定律描述了电流与磁场之间的相 互作用，其大小和方向与电流成正比。 电磁场对物体的运动和变形产生了广泛的影响。在电磁场中运 动的电荷会感受到电场和磁场的作用力，从而改变其运动状态。 同时，电磁场还可以通过感应现象作用于电路或电器，实现电能 转化和传输的功能。 2. 电磁波的产生和传播

电磁波是由电场和磁场相互作用产生的波动现象。它的产生原 理可以通过麦克斯韦方程组来描述。其中，法拉第电磁感应定律 和安培环路定理描述了电场和磁场的相互作用，而麦克斯韦方程 组则描述了电磁波的传播和能量变化。 电磁波可以在空气、真空和各种介质中传播，具有波长、频率 和速度等特点。在空气或真空中传播的电磁波就是光波。而在介 质中传播的电磁波则受到介质特性的影响，其传播速度和传播方 式也有所不同。 3. 电磁波的应用 电磁波的应用广泛，包括通信、雷达、遥感、医学、材料加工 等领域。其中，通信是电磁波最重要的应用之一。无线电通信利 用了电磁波的传播特性，实现了信息的无线传输。而雷达技术则 利用电磁波与物体相互作用的特点，实现了物体的探测和跟踪。 电磁波在医学领域的应用也十分广泛。医学成像技术利用了电 磁波与不同组织的相互作用，实现了对人体内部结构的观察和诊断。同时，电磁波的加热效应还被应用于热疗和材料加工等领域。

电磁场与电磁波的基本理论和工程应用

电磁场与电磁波的基本理论和工程应用 电磁场和电磁波是电磁学的基础概念，其理论和应用在现代科技社会中起着重要作用。本文将详细介绍电磁场和电磁波的基本理论以及其在工程应用中的具体情况。 一、电磁场的基本理论 1.1 电磁场的概念 电磁场是一种存在于空间中的物理现象，描绘了电荷和电流的相互作用过程。它由电场和磁场两部分组成，具有方向强度和传播速度等特性。 1.2 电磁场的数学表达 电磁场的数学表达主要是通过麦克斯韦方程组来描述。麦克斯韦方程组包括四个方程，分别是高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和法拉第电磁感应第二定律。 1.3 电磁场的特性 电磁场有许多特性，其中包括： - 有源性：电磁场的产生需要带电粒子或电流作为能量源。 - 传播性：电磁场可以在空间中传播，并以光速的速度传递信息。 - 叠加性：多个电磁场可以叠加形成新的电磁场。 - 势能性：电磁场可以与电荷相互转化，从而进行能量的传递。 二、电磁波的基本理论 2.1 电磁波的概念

电磁波是由电磁场在空间中传播形成的一种波动现象。它由电场和磁场的相互 作用引起，具有电磁场的传播速度和特性。 2.2 电磁波的产生和传播 电磁波的产生主要是通过加速带电粒子或振荡电流来实现的。一旦电磁波产生后，它会以电磁场的形式在空间中传播，直到被吸收或衰减。 2.3 电磁波的分类 根据波长和频率的不同，电磁波可以分为不同的分类，包括无线电波、微波、 红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。 三、电磁场和电磁波的工程应用 3.1 通信技术 电磁场和电磁波在通信技术中起着关键作用。无线电波和微波被广泛应用于无 线通信和卫星通讯领域，可实现远距离的信息传输。 3.2 雷达技术 雷达技术利用电磁波进行探测和测距，广泛应用于航空、军事等领域。雷达可 实现对目标的探测、定位和跟踪，具有重要意义。 3.3 高频加热技术 高频加热技术是利用电磁场的能量将物体加热到所需温度。它在工业生产中广 泛应用于熔融金属、加热塑料等领域。 3.4 医学诊断技术 电磁波在医学诊断技术中也有重要应用。例如，X射线被用于成像和诊断疾病，MRI技术则利用强磁场和无线电波来获取人体内部结构的图像。 3.5 电磁辐射防护

电磁场与电磁波的基础与应用

电磁场与电磁波的基础与应用电磁场是描述电荷引起的电场和电流引起的磁场的物理现象， 并且用数学方程来表示的，可以说是电学和磁学的一个统一体系。电磁波是一种自然界中广泛存在的物理现象，是由变化的电磁场 产生的，并传播于真空和介质中。电磁场与电磁波这两个物理概念，虽然都和电磁现象有关，但是内容和范畴上存在一定的差异。在本篇文章中，我们将会重点探讨电磁场与电磁波的基础与应用。 一、电磁场的基础 1. 电场和磁场 电场是指任何电荷周围存在的物理场，可以用电场强度$\vec E$来描述。磁场是指任何电流周围存在的物理场，可以用磁感应 强度$\vec B$来描述。电场和磁场是互相绑定的，电场变化会引起 磁场变化，磁场变化也会引起电场变化。 2. 麦克斯韦方程组

麦克斯韦方程组是电磁学中非常重要的一组方程，用于揭示电 磁现象的本质和规律。麦克斯韦方程组包含四个方程式：高斯定律，安培定律，法拉第电磁感应定律和安培-麦克斯韦定律。通过 这四个方程式，我们可以以数学形式精确地描述电磁现象的规律。 3. 电磁场的应用 电磁场在现代科技中具有极其重要的应用价值，几乎所有电子 技术都离不开电磁场的基础理论。例如，电磁场的波动理论是无 线电通信、卫星通信、光纤通信等现代通讯技术的基础；电磁波 辐射和信号控制理论是雷达、卫星定位、导航系统等技术的基础。 二、电磁波的基础 1. 电磁波的起源 电磁波是由电场和磁场相互耦合而形成的，是一种能够在真空 中传播的纵波和横波。电磁波是由英国物理学家麦克斯韦在19世纪中期首次发现的，他基于理论计算和实验结果得出了电磁波的 存在，成为了电磁学的重要理论之一。

电磁场理论与应用

电磁场理论与应用 电磁场是一种由电荷所激发的能量波动，是自然界中普遍存在的物理现象。人们在日常生活中接触电磁场的方式很多，比如使用电器设备、听收音机、看电视、等等。电磁场不仅仅是理论，而且它在科技和生活中的应用广泛，可以说是一门学科。 电磁场的基本概念 电磁场理论是电磁学的核心之一，它主要研究电荷的运动产生的电磁场并对物质的性质与结构进行分析。电磁场包括两部分：电场和磁场，它们是相互作用的，也就是说，当电荷运动时，会同时激发出电场和磁场。电场是关于电荷的激发，磁场则与电荷运动有关。电磁场中包含着能量和动量，因此电磁场对许多物理现象具有影响。 电磁场的应用 电磁波电磁波是指在电磁场中波动的能量，是由电场和磁场的相互作用形成的。电磁波的特点是振幅、频率和波长，能够在真

空和介质中传播。电磁波的应用非常广泛，比如通讯、雷达、卫星导航、等等。 电磁感应电磁感应是电磁场产生的一种现象，当磁场或电场的变化引起电场或磁场的变化时，就会产生电磁感应现象。这种现象的物理机制是通过电荷在磁场中的相对运动来激发电场。电磁感应在实际应用中有很多作用，比如发电机、电动机、变压器、电子设备中都有使用。 电磁场与材料的相互作用虽然所有物质都与电磁场相互作用，但不同类型的材料可能会对电磁场的作用不同。一些材料对电场非常敏感，比如金属，因此电磁波能够在金属中被反射和折射。另一些材料对电磁波具有吸收作用，比如橡胶和塑料。这种材料对电磁场的吸收作用非常重要，被广泛应用于电子设备、通讯、医疗和科学测量等领域。 总结 电磁场是一门需要深入研究的学科，它不仅涉及到理论方面的知识，还牵扯到广泛的应用领域。电磁场存在于我们生活的方方面面，从电视机到手机，从电子器件到医疗设备，都需要运用电

电磁场与电磁波电磁学的基础与应用

电磁场与电磁波电磁学的基础与应用电磁场与电磁波：电磁学的基础与应用 电磁学是物理学中一个重要的分支，研究电荷、电流和电磁场之间 的相互作用。它包括电场、磁场和电磁波的研究，是现代科技发展的 基础之一。本文将介绍电磁场与电磁波的基础理论，并探讨它们在现 实生活和科学研究中的广泛应用。 一、电磁场的基础理论 1. 静电场 静电场是由带电粒子所产生的电场。根据库仑定律，带电粒子之间 的相互作用力与它们之间的距离成反比，与电荷大小成正比。静电场 的强度由电荷的电量和空间位置决定，可以通过电场强度进行描述。 2. 磁场 磁场是由运动带电粒子所产生的，或者是由电流通过导体所产生的。磁场具有磁感应强度和磁场力线的特性，遵循安培定律和洛伦兹力的 规律。磁场的方向按照右手定则确定，可以通过磁感应强度进行描述。 3. 电磁场 当电荷在运动时，电场和磁场相互作用形成了电磁场。电磁场的传 播速度等于光速，即299,792,458米/秒。根据法拉第电磁感应定律和麦 克斯韦方程组，可以描述电磁场的变化规律和其对电荷的作用。 二、电磁波的基本性质

电磁波是由电场和磁场相互耦合产生的波动现象。电磁波具有波长、频率和传播速度等特性，被广泛地应用于通信、无线电、雷达等领域。根据电磁波的频率范围，可以将其分为不同的波段，如射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。 三、电磁学的应用 1. 通信技术 电磁波在通信技术中起到至关重要的作用。无线电通信利用电磁场 的辐射传播特性，使人们可以进行远距离的语音和数据传输。而光纤 通信则利用电磁波在光纤中的传播特性，实现高速、大容量的数据传输。 2. 医学诊断与治疗 电磁场在医学中有广泛的应用。例如，核磁共振成像利用电磁场的 作用，可以对人体的内部结构进行非侵入式的成像观察。射频波则用 于磁共振成像中的信号接收和处理。此外，电磁波还被用于放射治疗 和微波疗法等医学治疗手段中。 3. 物质分析与材料工程 电磁场可以用于物质的分析和测试，如电磁辐射光谱和电磁波探测 技术。这些技术广泛应用于材料工程和化学研究中，可以帮助科学家 研究物质的性质、组成和结构。 4. 能源与环境

大学物理中的电磁波电磁场的传播与应用

大学物理中的电磁波电磁场的传播与应用电磁波是指电场和磁场交替振动并沿着空间传播的能量载体。它们在现代社会中的应用广泛，涵盖了通信、雷达、无线电、医疗和科学研究等多个领域。本文将重点探讨电磁波的传播原理以及其在各领域中的应用。 一、电磁波的传播原理 电磁波的传播是由振荡的电场和磁场相互作用而产生的。按照麦克斯韦方程组的解，电磁波的传播速度等于真空中的光速，即3×10^8米/秒。电磁波可以分为不同频率的无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。 电磁波的传播具有以下特点：首先，电磁波既可以是远距离传播也可以是近距离传播；其次，电磁波在真空中传播速度恒定不变，而在介质中会受到介质的折射、反射和散射等影响；最后，电磁波传播的方向垂直于电场和磁场的方向，形成沿着波向传播的特点。 二、电磁波的应用 1. 通信领域：无线通信已经成为现代社会中不可或缺的一部分。无线电波和微波被广泛应用于手机、电视、无线网络、卫星通信和雷达等设备中。其中，手机利用无线电波传输语音和数据，而雷达则利用微波来测量目标的距离和速度。 2. 医疗领域：电磁波在医疗检查和治疗中发挥着重要作用。X射线被广泛用于医学影像学中，用于检测骨骼和器官的异常情况。同时，

磁共振成像（MRI）利用强大的磁场和高频电磁波来生成人体内部的 图像，对疾病的诊断起到重要作用。 3. 科学研究：电磁波广泛应用于科学研究，例如光谱学是研究物质 的结构和性质的重要方法。通过分析物质对可见光的吸收和发射谱线，可以推断物质的组成和状态。此外，射电天文学利用无线电望远镜观 测宇宙中的射电信号，探索宇宙的形成和演化。 4. 光电技术：光电技术是利用光和电子技术相结合的技术领域。激 光器、光通信、太阳能电池、摄像头和面部识别等都是光电技术的应用。光通信利用光纤传输信息，传输速度快、容量大，被广泛应用于 互联网和数据中心。 5. 教育培训：电磁波在教育培训领域中也发挥着重要作用。凭借开 放式网络课程（MOOC）和远程教育，电磁波的传播使知识得以迅速 传播，人们可以获得各种在线学习资源。 综上所述，电磁波在大学物理中的电磁波电磁场的传播与应用十分 重要。电磁波的传播原理以及在通信、医疗、科学研究、光电技术和 教育培训等领域的应用，对现代社会和人类的发展起到了至关重要的 作用。深入理解电磁波的传播与应用将为我们进一步的科学研究和技 术创新提供支持。

电与磁的魔力电磁场与电磁波的奇妙应用

电与磁的魔力电磁场与电磁波的奇妙应用电与磁的魔力：电磁场与电磁波的奇妙应用 电与磁，作为自然界中两种基本的物理现象，一直以来都给人类生活带来了巨大的变革与便利。通过对电磁场与电磁波的深入研究，人们不仅彻底颠覆了传统的通信方式，还实现了无线电、电视、雷达等诸多高科技产品的诞生与发展。本文将揭秘电与磁的奇妙应用，并探究其对人类社会的重要影响。 一、电磁场的应用 1. 电磁感应：作为电磁场中的重要现象之一，电磁感应为人们提供了利用磁场产生电流的方式。从发电机到电动机，电磁感应的应用使电能与机械能的相互转换变得轻而易举。例如，发电厂中的发电机通过将机械能转化为电能，为人们提供了充足的电力资源。 2. 电磁铁：通过在铁芯周围绕线圈通电，可以产生强大的磁力，这就是电磁铁的工作原理。电磁铁广泛应用于电子设备、交通工具、机械制造等领域。例如，电梯中的安全制动器以及磁悬浮列车中的磁浮系统都离不开电磁铁。 3. 电磁炉：电磁炉以电磁感应原理为基础，通过电磁场产生的涡电流使锅底产生高温，从而实现食物的加热与烹饪。与传统的燃气炉相比，电磁炉具有快速加热、高效节能等优点，成为现代家庭中常见的厨房设备。 二、电磁波的应用

1. 通信技术：无线电、电视、手机等现代通信技术的诞生离不开电磁波的应用。无线电波通过频率的调制与解调，使得声音、图像等信息可以通过空气中的电磁波传输到接收器中，实现了远距离的信息传递。而电视和手机则利用了射频信号的传输与接收，使得信息交流的速度与便利性大大提升。 2. 医疗领域：在医学影像学中，电磁波被广泛应用于CT扫描、MRI以及X射线等设备中，用于观察人体内部的结构与病变情况。通过电磁波的层层透射与反射，医生可以获得高清晰度的影像，帮助疾病的早期检测与诊断。 3. 遥感技术：利用雷达、卫星等技术，电磁波可以穿透地面，获取地球表面的信息，并用于测绘、农业、气象等领域。遥感技术的应用使得人们可以更准确地了解地球上的自然资源分布、环境变化等重要信息，为决策者提供科学依据。 总结起来，电与磁作为相互联系的物理现象，其魔力般的应用正不断改变着人们的生活方式与工作方式。通过电磁场的应用，我们可以高效地利用能源、制造各种设备，使得生产与生活更加便利。而电磁波的应用则实现了全球范围内的远距离通信、医学影像诊断以及环境监测等。可以说，电与磁的奇妙应用已经成为现代社会发展的重要驱动力，为我们创造了更美好的未来。

电磁场与电磁波(知识点重点总结)

电磁场与电磁波 一、本课程应用的三个主要方面： 静电场：利用静电场对带电粒子具有力的作用。如：静电复印、静电除尘以及静电喷漆 静磁场：利用磁场力的作用。如：电磁铁、磁悬浮轴承以及磁悬浮列车等 时变电磁场：利用电磁波作为媒介传输信息。如：无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无线因特网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信等信息技术、微波炉、电磁炉、卫星通信、蓝牙技术、隐形飞机。 二、 1、卫星通信基本原理： 卫星通信就是地球上（包括地球、水面和低层大气中）的无线电通信站之间利用人造卫星做中继站而进行的通信。 2、电磁炉加热原理： 感应电流(涡流)加热，利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿的底部时即会产生无数小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热于器皿内的食物。 特点：①锅具自行发热，并煮食锅内食物。 ②炉面不发热，当磁场内的磁力线通过非金属物休，不会产生涡流，故不会产生热。炉面和人 都是非金属物体，本身不会发热，因此没有烧伤的危险。 ③电磁炉的热效率极高，煮食时安全、洁净、无火、无烟。 3、微波炉加热原理： 内加热：微波炉中极性分子接受微波辐射的能量后，通过分子偶极的每秒数十亿次的高速旋转产生热效应，这种加热方式称为内加热。 外加热：把普通热传导和热对流的加热过程称为外加热。 内加热特点：加热速度快、受热体系温度均匀等特点。 4、雷达工作原理： 雷达发出高频电磁波射到物体上，物体把这个电磁波向各个方向反射，当然也有一部分反射回发射点（雷达），在雷达处再设一个接收装置就可接收到回波，根据回波可发现物体。 5、隐形飞机原理： 使雷达无法探测到，飞机达到隐形效果的关键。在于采用隐形材料和隐形设计，尽量把雷达波束吸收掉，或者向偏离原雷达的方向反射，这样飞机就不容易被雷达探测到。

电子通信技术中电磁场和电磁波的运用

电子通信技术中电磁场和电磁波的运用 电子通信技术中，电磁场和电磁波是基本的物理概念，广泛应用于通信系统的各个方面，包括信号传输、数据加解密、信号处理等。以下是电磁场和电磁波在电子通信技术中的一些应用。 1. 电磁场应用 电磁场是由电荷所产生的，其在电子通信技术中的应用主要是在电磁波的无线传输中。通信系统中的天线就是一种用来产生电磁场并将其转化为传输信号的装置。较常见的天线类型包括单极天线、偶极天线、方向天线和天线阵列等。天线的设计和选择关系到通信系统的传输距离、传输速度和频谱利用率等方面。 2. 电磁波应用 电磁波是由电子所产生的，其在电子通信技术中的应用涵盖广泛，包括接收、发送、传输等方面。信号的传输可以通过导线或无线介质进行，其中使用无线传输的主要媒介是电磁波。电磁波的频率范围非常广泛，从低频的无源电阻网络到高频的太阳耀斑，甚至到光学波长和电磁辐射的极短波长。 3. 光纤通信中的电磁场和电磁波应用 在光纤通信系统中，光纤充当了导线的角色，而激光则产生了电磁场和光波。在这种情况下，光在传输过程中被界面反射和散射，通过模式耦合进行传输。光的强度和频率用于携带数据，比如语音、文本、音乐等。 4. 雷达技术中的电磁场和电磁波应用 雷达技术是一项利用电磁波特性进行目标探测和测距的技术。一般来说，雷达设备会向目标发送一个脉冲信号，当信号被目标反射回来时，雷达设备将接收反射信号并进行数据处理，从而获得目标的位置、速度和轨迹等信息。雷达技术在军事、民用和科学研究等领域都有广泛的应用。 总之，电磁场和电磁波的运用在电子通信技术中是不可或缺的，对于现代社会的信息化进程做出了重要的贡献。

(精校版)电磁场与电磁波在生活中的应用

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电磁场与电磁波在生活中的应用 黄瑞 2013050201021 【摘要】：磁是人类生存的要素之一。地球本身就是一个磁场，由于地球自身运动导致的两极缩短、赤道拉长、冰川融化、海平面上升等原因，地球的磁场强度正逐渐衰减。外加高楼林立、高压电网增多,人为地对地球磁力线造成干扰和破坏。所以，现在地球的磁场强度只有500年前的50％了，许多人出现种种缺磁症状.科学家研究证实，远离地球的宇航员在太空中所患的“太空综合症'就是因缺磁而造成的。由此可见磁对于生命的重要性。磁场疗法,又称“磁疗法”“磁穴疗法”是让磁场作用于人体一定部位或穴位，使磁力线透入人体组织深处,以治疗疾病的一种方法。磁疗的作用机制是加速细胞的复活更新,增强血细胞的生命力，净化血液，改善微循环，纠正内分泌的失调和紊乱，调节肌体生理功能的阴阳平衡。【关键词】: 磁疗磁疗保健生物电磁学电磁对抗电磁环境运用发展 引言：生物电磁学是研究非电离辐射电磁波(场）与生物系统不同层次相互作用规律及其应用的边缘学科，主要涉及电磁场与微波技术和生物学。其意义在开发电磁能在医学、生物学方面的应用以及对电磁环境进行评价和防护。电磁对抗主要是运用在军事方面,利用电磁波的特性制造出一系列的战争武器或战略武器。主要涉及各种频段的电磁波的运用。【正文】: 一、电磁学在医疗上的应用 生物电磁学在医疗上的应用,简称磁疗。是20世纪九十年代才广泛兴起的一种自然疗法，用磁能作用于人体,通过磁的一系列生物与生物

电磁场与电磁波各领域内地应用综述

电磁场与电磁波各领域内的应用综述 字体: 小中大 | 打印发表于: 2007-3-23 10:12 作者: 我的妮子来源: 微波技术网 静电场的最常见的一个应用就是带电粒子的偏转，这样象控制电子或是质子的轨迹。很多装置，例如阴极射线示波器，回旋加速器，喷墨打印机以及速度选择器等都是基于这一原理的。阴极射线示波器中电子束的电量是恒定的，而喷墨打印机中微粒子的电量却随着打印的字符而变化。在所有的例子中带电粒子的偏转都是通过两个平行板之间的电位差来实现的（如右图所示）。 阴极射线示波器 右图说明了阴极射线示波器（cathod - ray oscilloscope）的基本特征。管体由玻璃制成，并被抽成高度真空。阴极被灯丝加热后发射电子。阳极与阴极间有几百伏的电压差，电子朝向阳极加速。阳极上有一个小孔允许极细的一束电子通过。这些被加速的电子将进入偏转区，在那里它们产生水平和垂直两个方向上的偏转。 最后，这些电子轰击一个由能发射可见光的物质（磷）所覆盖的荧光屏的内表面。如果阳极和阴极间的电压差保持恒定，电子的偏转量与垂直偏转板间的电位差成正比。水平偏转板间的电位差，可以使电子在y方向上运动。 因此，电子束撞击荧光屏的点的位置依赖于水平和垂直偏转电压。 演示图参见此帖 https://www.wendangku.net/doc/6f18994655.html,/zskj/5019 ... cation/html/1_1.htm 我也来说两句查看全部回复 最新回复 我的妮子(2007-3-23 10:13:30) 喷墨打印机 一种基于静电场偏转原理，可以提高打印速度，改善打印质量的新型打印技术已开发出来。这种打印机称为喷墨打印机。在喷墨打印机内，以超声频率振动的喷嘴按一定间距喷出非常细且大小一致的墨滴，如右图所示。这些墨滴在经过带电板间时，按照与要打印的字符成正比的方式获得电荷，由于两垂直偏板间电位差一定，墨滴垂直方向位移与所带电荷量成正比。若不使墨滴带电荷，则得到字符间的空白（此时墨滴