有问题就有答案
Q1:国家标准 有线电视终端信号强度是多少?
高清机顶盒的输入电平在75dbuv到80dbuv之间,最稳定。
Q2:
Q3:铁器放进微波炉会有什么后果
铝锅、搪瓷锅、不锈钢锅、铁质等金属饭盒,微波不能穿透,而且碰到金属时炉内壁会发生打火现象,有发生火灾的危险。另外,除铁质容器外,其他3类饭盒不宜放进微波炉:1、耐热性差的塑料饭盒,普通塑料饭盒耐热性差,不能作微波炉烹饪器皿用。2、漆器的饭盒,漆器人饭盒上的漆在受热后可能会剥落、熔化,产生有害物质,容器也可能产生裂痕,加热的食物吃了也不利健康。3、耐热性差的玻璃饭盒,食物加油烹饪时温度可能很高,易使玻璃饭盒破裂,故不能使用不耐热的玻璃饭盒。扩展资料:微波炉是人们热剩饭菜的利器。可是,微波炉热饭菜有许多讲究,做对了才能营养又好吃。按照食物不同,微波炉加热饭菜的方法也不同:1、主食喷些水。热米饭如果用大火,一般一碗饭转2-3分钟即可。如果是中火,满满一饭盒一般要热5分钟左右。热米饭一定要加盖,这样热出来才松软好吃。另外,热馒头、饼等面食的时候,最好先喷上一些水,加热1-2分钟,才不会又干又硬。2、汤类中途要搅拌。汤类加热时,经常内部温度很高,表面还不够热。所以汤类最好不要一次性热到位,以免汤汁四溅。而应该分两次加热,中途搅拌一下,能热得更快更均匀。注意取出时一定要小心,避免烫伤。3、热素菜、肉菜时最好也加盖。一般素菜中火或大火加热2-3分钟,肉类3分钟左右。如果是冰冻的食物,加热时间要稍微久点,4-5分钟即可。4、加热土豆、香肠等带皮的食物时,必须先用叉或刀扎几个小孔,否则会由于压力使其爆裂,容易引起电器受损、人员烫伤。鸡蛋由于有壳和蛋膜,直接加热也会爆裂,也不可将密封瓶罐装的食物,放入微波炉中烹调,以免发生爆炸。另外,微波炉食品的胶容器很多都含致癌毒物,这些毒物会随食物进入人体,对消化系统和免疫系统构成额外压力,甚至对生育能力、荷尔蒙平衡、血压、心血管健康和情绪产生不良影响。微波炉的额外辐射也可能影响人的睡眠质素、集中力和体力。微波炉食品营养价值偏低,其含有的蔬果在预先烹调的过程中可能会流失一半维他命C。为了延长保质期和增添口味,微波炉食品更会加入例如盐和糖、饱和脂肪和防腐剂等大量不健康的添加物。微波炉食品很少含有有机食品,且多数是廉价和缺乏营养的食材。应减少使用微波炉加热食品。参考资料:人民网-“叮饭”小心致癌 4类饭盒不宜放进微波炉人民网-微波炉是热剩饭菜的利器 怎么用微波炉热饭菜人民网-潜伏在家的“杀人机器”——微波炉百度百科-微波炉
Q4:微波炉加热的食物对身体有害吗?
长方形的表面积公式是什么,小学生的基本计算公式,看你一遍就会
Q5:怎样通过微波热效应来证实微波的量子特性?
在本文中,光和光子被理解为所有频率,除非另有说明。张,傻里傻气的欺负人,两个网友的论据都很有力。恐怕杯子没有热效应,而水有热效应的原因,无法用电磁理论定量解释,但我只是电磁场理论的门外汉。我这样说是出于其他方面,所以可以说是猜测。欢迎网友指正。张的网友说:“就是我上次说的那句话。这种现象既可以用量子理论解释,也可以用经典理论解释”,他说:“就像低速运动一样,我们不需要相对论,只需要牛顿力学”。言下之意,电磁场理论是量子理论在低频时的一种近似(我可以这样大致理解,如果是我的误解,请稍后看这个问题的演示)。在这种情况下,他本质上接受了量子理论更正确的说法,所以量子化的假设可以认为是正确的,至少比电磁场理论在没有新理论之前更正确。据我所知,说到电磁波与物体的相互作用,光子理论总是成立的。既然成立了,就可以在一定程度上说明它的理论起点——光的量子化是正确的,至少没有更好的理论(但量子化或光子是否是物理实在只是一个数学工具或模型,恐怕还没有人回答。关键是我们能不能“看见”单个光子,就像我们已经能“看见”单个原子一样,有人说已经“看见”了单个电子。但是量子力学禁止我们“看到”至少能量很低的光子。比如波长为1毫米的微波就是微波中能量的上限。根据测不准原理,其位置不确定度近似为波长。对于光子来说,1毫米的不确定性就是天文距离。我们处于一个非常尴尬的境地,但是如果我们想彻底证明它,我们就无法证明它,但是如果我们想伪造它,我们就找不到它有什么问题。)因此,我们只能在量子力学的框架下验证其假设的正确性,但不能完全证明其正确性。只有当我们的观测无法用量子理论解释时,那么才有必要考虑放弃量子化假设。光的量子性质与物质的能级结构密切相关,实际上是量子理论的一对孪生兄弟。两者都是假设,没有直接的实验证据。假说的正确性只能根据它们得出的结论与大量实验的良好一致性来验证。如上所述,我们还没有发现任何明显的反例,但即使如此,我们也不知道是否可以从另一组“非量子”假设中得出同样的结论,但可能性是存在的。如果有一天发现了不可调和的矛盾,量子力学真的会走到山穷水尽的地步,相信会有人想出更好的理论。现在不是时候。没有那些历史上的乌云,很有可能我们谁都不知道普朗克、爱因斯坦、玻尔是谁。所以严格来说,我之前提出的实验论点,比如核磁共振和微波炉,都不能证明无线电波和微波的量子化,只能说明量子理论在这两个波段仍然是自洽的,能够成功解释现象。让我们回到房东的问题,详细讨论微波和旋转能级。这里的讨论还是在量子理论的框架下。我主要从发射光谱的角度来解释问题,吸收光谱是它的逆过程,本质上是一样的。我不知道微波炉中微波发生器的工作细节(但也属于发射光谱),也没有关于吸收过程光谱行为的具体信息,无法深入讨论。我们将在后面简单深入地讨论它。然而,气体分子的旋转光谱(一般在远红外范围,延伸到微波范围,具体大小取决于具体分子的旋转能级)已经得到了非常详细的研究。气体分子在较低温度(几十K)下的纯旋转光谱是典型的线性光谱,几乎是等间距的。
当温度较低时,分子的平均平移能较小,一般不足以在相互碰撞时触发电子能级和振动能级的跃迁(不排除个别能量较高的分子可以触发这两个能级的跃迁),但只要温度不太低,碰撞时就可能引起转动能级的跃迁,即平移能减少,转动能增加。当分子处于高旋转能级时,它会自发辐射远红外或微波光子。发射的线性光谱表示旋转能级的量子化,等间距表示分子相邻旋转能级之间的间隔相等(虽然这个推论不一定正确,但我们找不到更好的解释)。附图列出了HCl分子的旋转光谱数据,表中的计算值是通过非刚性转子模型的量子力学计算得到的。可以看出,量子理论的计算值与实验值吻合较好。实验测得的最小小波数为83.03cm-1,波长0.12mm在远红外区,接近微波区。如果气体分子的分子量较大,根据理论计算,它们的辐射频率会出现在微波区。如果楼主想通过实验验证某个微波频率,具体方法可以参考相关文献,相信也有人做过类似的工作。需要注意的是,当分子越大,对应的频率越低时,分子的能级间隔越小,谱线越靠近,因此需要使用分辨率更高的光谱系统将它们分离得足够远,以区分它们。另一个难以避免的困难是,多普勒展宽和自吸收效应的存在会大大增加谱线宽度,通常比不确定性原理定义的自然宽度大几个数量级,导致谱线重叠,即使是最好的光谱系统也无法分离。我怀疑附图中123行数据的缺失可能与此有关。另一个重要原因可能是,测试温度下的实际最低能级不是基态,而是可能是第二激发态,如果温度已知,应该计算第二激发态。也可能与分子随机运动过程中偶然的分子间相互作用引起的平移能的显著量子化有关(对于大量分子来说这不是偶然的)(导致旋转能级的跃迁伴随着平移能级的跃迁,从而使谱线呈带状)。由于没有看到原图,以上判断只是推测。以前在记忆中见过纯旋转光谱,好像每一条线都有窄的宽度,记不清在哪见过。以上讨论都是关于气体分子的。如果是液体或固体,分子之间的相互作用会使旋转能级结构变得极其复杂(就像固体中的电子能级结构一样)。根据我有限的知识,目前没有好的理论。至于实验数据,我没有任何信息,但我相信能级间隔会变小,相应的吸收和发射频率会红移。这可以解释微波炉对水有显著的热效应。然而,可以预期微波吸收光谱将近似连续,而不是像气体那样的线性光谱,这就是为什么连续电磁场理论可以解释这种现象。如果是水蒸气,根据之前的HCl数据可能不足以引起转动能级的跃迁,也不会明显表现出热效应。最后,增加了一个直接验证微波量子特性的实验——电子自旋共振。其原理与核磁共振相似。,它是由微波与电子自旋在磁场中的分裂的能级之间产生的相互作用,当光子能量满足该能级差时将可能被吸收产生信号。由于应用范围较窄,故没有核磁共振普及,本人也未用过。楼主欲知详情可参考一些现代分析方法和仪器的教材和专著。百度百科上的介绍过于简单,恐帮助不大。http://ke..com/view/818954.html?wtp=tt。楼主想亲自验证的话可与有该仪器的高校联系,不过个人认为意义不大,不太可能发现用量子力学无法说明的现象,同时如前所述要严格证明量子性也不可能(如果你不认可该实验所依据的原理,一定要寻求严格证明)。 ----------------------------------------------------------------------看到楼上“大作业F”朋友的解答,忍不住想再说两句。这位朋友说的第三种方法,我没见过,不知是否有人做过,但我想说想用任何方法“看见”微波光子恐怕是不可能的(前文已有说明,不妨再说几句。姑且假定能做到一束微波就是一“串”光子,每个光子间隔1mm,呵呵这一串光子的确粒粒可数,但每个光子的能量分散在1mm方圆内,一万年以后有没有人能发明探测这样小强度光的高灵敏装置,我不清楚,目前是没戏)。另外目前看来,无论采用何种光子计数器,所谓的数目都是用绝对光强折算出来的,而不是一个一个“数出”来的。其它的微波探测技术产生的信号也必是连续的(除非像刚才一样每隔1mm一个),当然人为调制例外。 -----------------------------------------------------------------------我查了一下中文期刊(检索工具‘中国期刊全文数据库’目前最全的中文科技数据库),涉及微波谱测量的文献两篇,微波谱理论文章若干篇。测量文献如下:1.甄梦章. 反-1-氟-2-丁烯的微波谱、红外和拉曼光谱、构象分析、内转动位垒以及振动分析[J]. 化学推进剂与高分子材料, 1987,(02) 2.王关忠, 陆中贞. 上海天文台铯钟改进束光学系统后的微波谱[J]. 中国科学院上海天文台年刊, 1991,(00) 楼主想要全文(其中有测量数据,和谱图,属于明显的线状光谱)可向我索取。国外该方面的观测数据我猜想应较多。楼主想要验证可补充问题,我将给出检索结果。ESR研究中文文献较多,简单检索有2000余篇。例如:1.煤及其液化产物的~(13)C CP/MAS/TOSS NMR和ESR研究。波谱学杂志, Chinese Journal of Magnetic Resonance, 2010年 02期 2.王广清, 杜立波, 张冬艳, 徐元超, 贺曾, 田秋, 贾宏瑛, 刘扬. 链接琥珀酰亚胺的线性硝酮的合成与ESR研究[J]. 波谱学杂志, 2010,(01) NMR测量那就不计其数了全球至少100万篇以上。核磁共振应用太广泛了,基本已属于研究中的常规武器。 --------------------------------------------------------------------------------------------------呵呵,我开头也误解为楼主一定要寻求严格的证明(至少是不逊于黑体辐射的证明),属于“固执”一派,于是就尽我所知列出了几个堪比黑体辐射的验证实验,试图打消楼主“怀疑一切”的想法。看了楼主的上文说明,看来我等都狭隘了。不过在具体的测试细节上,我猜想楼主当是目前参与本帖讨论的网友中最具权威的人士,我本人对楼主的专业问题就帮不上任何忙了,毕竟测试涉及的电学、光学的细节问题的复杂程度不是非行内人士所能想象的。 -----------------------------------------------------------------针对“一个微波量子的热效应变化难道就能使电偶的输出有相应的变化?”我们来做个非常粗略的计算。以能量最高的300GHz微波量子为例,一个量子的能量为-22次方J量级。假定热电偶的接触点质量为1mg,比热为1J/gK,吸收一个量子后接触点的温升为-19次方K量级(温度是个宏观概念这么算其实是有问题的,不过只关心数量级的话,估计数量级不会差太多),热电偶的温差电动率通常为数十微伏每开,不妨假定采用性能优异的热电偶可达1mV/K.这样算来,一个微波量子产生的电动势大约在-22次方V的量级。且不说这个电动势能否被相对准确测量(其难度楼主应比我清楚),先说环境温度的影响,很明显任何原因造成的温度波动必须小于-19次方K,测量结果才有意义,这个温度控制恐怕太困难了。换句话说,要想测定一个微波量子的温差电效应的前提是:在现有仪器可以分辨的时段内,热电偶的一端保证只吸收一个量子,另一端必须保证绝无净吸收或净发射一个量子的可能性(不吸收或发射是决不可能的)。这个可能性目前看来是不存在的。所以我倾向于认为试图利用微波热效应进而转换为电效应加以测量的方法证实微波的量子性是不太现实的。现实的方法还是光谱、波谱法。光谱波谱法的验证不依赖于辐射强度,无论用多大的强度谱线的位置不变,正如光电效应那样。楼主有兴趣的话可以参考前人是如何在仪器上实现测量的。对它们的工作细节我也不清楚,无法更多讨论。另外单光子技术以前没太留意过,我前文中关于光子计数的观点可能落伍了(我一直认为是累积效应)。看了一下网上有《红外单光子探测器的研制》中科大07年的博士论文,摘要中说“成功的探测到了1550nm单光子脉冲”应视为能探测到的最小频率的光子(离可见区的末端很有限)。从理论上说,微波可以借鉴这一方法,但实现的前提还是寻找到逸出功极小的光电材料。
Q6:怎样放大电磁波
电磁波电磁场的一种运动形式,在空间中以有限的速度(即光速)传播。由于交变场中的电场和磁场相互依赖,同时存在,电磁波常被称为无线电波。运动定律1864年,麦克斯韦建立了关于电磁场的方程,首次从理论上预言了电磁波的存在,提出了光的电磁波理论。实践表明,电磁波的运动规律可以用麦克斯韦方程组来描述。麦克斯韦方程包括两个散度关系和两个旋度关系。如果只考虑随时间变化的场,在电荷守恒的前提下,利用向量恒等式Qi A-0,可以由两个旋度关系导出Qi (B)/t=0和Qi (T)。因此,两者的发散关系只是对初始值的一种限制。假设所考虑区域内的介质是均匀的、各向同性的、非导电的,并且该区域内没有场源,则两个旋度方程可以写成[E=-]H/t,(1)H=E/。(2)以上两个公式表明,变化的磁场产生电场,变化的电场(即位移电流)产生磁场。如果重复,电磁波将在太空中形成。这里可以清楚地看到,位移电流的概念是建立电磁波理论的前提。为了进一步简化问题,现在考虑平面波作为特例。图1示出了根据正弦函数变化的平面波。假设电场在X方向(Ey=Ez=0),且xy平面上的场强为常数(即e-Ex/e-x=e-Ex/e-y=0),根据旋度方程,在磁场的三个分量中只发现了Hy(Hx=Hz=0)。因此,麦克斯韦方程(1)和(2)被简化为以下形式(3a)和(3b),并且Hy被消除,并且v2表示 。(4)如果去掉Ex,则可以得到Hy的相同形式的方程。这是物理学中众所周知的波动方程。从这个结果,它自然导致预测电磁现象是一个波动的过程。图1显示了前向平面电磁波在不同时间(相隔T/4,T为周期)的场分布。在固定时间观察波在空间(z方向)的场分布,电场e和磁场h都是位置z的正弦函数;如果在不同时间观察到波在固定点(z=l)的场分布,则电场和磁场随时间的变化(即振荡)也是正弦函数。这样,观察一段时间内整个空间的场分布,电场和磁场就像是在z方向运动的正弦波。在图中,是波长。波动方程(4)中的系数v=( )代表电磁波的速度。在自由空间中,或近似在空气中,v0=(00)。在麦克斯韦之前,(00)作为一个自然常数出现在电磁学的理论和测量中,其值等于电磁单位电荷与静电单位电荷之比。当时,包括麦克斯韦本人在内的许多电磁科学家都计算出:瓦的值。e韦伯为3.1074108米/秒;麦克斯韦速率为2.88108米/秒;W. Tang Musun(开尔文)为2.82108米/秒,另一方面,从空气中光速的测量得到了一些数据:A.H.L .斐索的3.14108米/秒;福柯速度为2.98108米/秒。将(00)的值与光速进行比较,两者基本一致,偏差在当时的测量误差范围内,因此认为电磁波的速度v0=(00)正好等于光速是合理的。因为确定(00)的方法和确定光速的方法是相互独立的,相互独立的,所以它们之间的相等不能看作是偶然现象。根据这一事实,麦克斯韦提出了光是电磁波的假设。根据光的电磁理论,对于空气以外的其他介质,速度v=()=c(rr),r=/0,r=/0。在光学中,n=/v称为折射率。如果不考虑铁磁材料,r接近1,所以是从光的电磁理论得到的。(5)这是麦克斯韦最早推导出的一个重要公式,也是光的电磁理论的重要基础。它把电学中介质的基本参数r和光学中介质的基本参数n联系起来。
当麦克斯韦提出光的电磁理论时,他发现根据公式(5)计算的n与用光学方法测量的折射率有很大不同。因此,他认为他的理论需要大大改进,以便从介质的电学性质中推导出它的光学性质。然而,这个困难后来很容易克服了。这是因为r在高频时的值不等于它在静态或准稳态时的值。如果考虑r随频率变化的影响,有关电学和光学特性的基本公式(5)符合实际情况。赫兹实验1887年,赫兹首次用实验方法证明了电磁波的存在。赫兹在《电波》一书的序言中写道,对电磁波现象的理解不能简单地从理论推理中获得。他还写道,他的“实验目的是验证法拉第和麦克斯韦理论的基本假设,而实验结果证实了这一理论的假设”。利用电感电容充放电的高频振荡成功产生电磁波。他的接收器是一个开放的线环,一端是黄铜圆头,另一端是锥形铜线。当接收端出现微弱的电火花时,可以知道检测到了发射器发射的电磁波。赫兹还通过放大尺寸来模拟各种光学器件,从而对电磁波进行聚焦,确定其偏振方向,对波进行反射折射,干涉衍射,形成驻波,测量其波长等。(见彩图)赫兹的实验不仅证实了电磁波的存在,还从实验方面展示了光和电磁波的同一性。电磁波谱中不同频率(或波长)范围的电磁波具有不同的物理特性。电磁波的整个频率(或波长)范围称为电磁波谱或频谱(图2)。它包括以下频段(或频段),其大致频率范围如下:工业电源和无线电波为10 ~ 109Hz;微波频率为109 ~ 3 1011赫兹。红外线为3 1011 ~ 4 1014 Hz,可见光为3.84 1014 ~ 7.69 1014 Hz。紫外线为81014 ~ 31017Hz;x线为3 1017 ~ 5 1019 Hz。伽马射线在1018 ~ 1022 Hz以上。就相对带宽而言,可见光是一个非常窄的波段。而且微波和X射线比可见光更有相对性。频带宽。如果用对数坐标来表示电磁谱,并且用1厘米和1埃分别代表微波和X射线的波长量级,那么可见光(波长约短于1微米)就恰好落在微波和X射线的正中,从微波到可见光和从可见光到X射线,波长或频率都大致差4个量级。 自然界中的电磁辐射覆盖从无线电波到γ射线的整个电磁谱。就非相干电磁辐射来说,从红外到X 射线的各种人工光源都已齐备。用人工方法产生整个电磁波谱的相干辐射,是物理学和电子学的主要发展趋势之一。由于20世纪60年代激光器的发明以及70年代相对论性电子学的技术突破(包括回旋管的发明),人工相干光源已经覆盖了从微波到紫外线的宽广的电磁波谱。目前,开拓和占领电磁波谱的研究正在推向相干X射线和γ射线。 传播特性 ①传播常数、波阻抗和能流矢量。波动方程(4)中所包含的系数,即速度 v,是波动现象的一个特征参数。如前所述,波动现象的另一个基本特征参数是频率v(单位赫),即每秒内的振动次数;相应的时间周期,即每次振动所经过的时间,T=1/v。从速度v和频率v可以确定波长:λ=v/v。为了分析的方便,经常引用角频率的定义,即ω=2πv=2π/T。与此相应,波数(即传播常数)定义为k=2π/λ,式中λ为波长。如把波的前进方向上的单位矢量定义为n,则kn即k,称波矢或波数矢。 这样,波动方程 (4)的解,即波函数,就可以写为f(ωt±kz),f代表任意函数,(-)和(+)号分别表示沿z轴传播的正向波和反向波。从λ=v/v,v=(με)得到下列关系式 (6) 波动方程(4)包含了速度v,因而,对于给定的ω,隐含了波数 k。但波动方程没有显示出电磁波的另一个主要特性,即电场强度和磁场强度有确定的比值。这个比值称为波阻抗,它可从麦克斯韦方程组本身,或它的一维简化形式(3a)、(3b)导出。方程组(3a)、(3b)表明,在均匀无界媒质中,电磁波是一种横波,即电场和磁场位于传播方向的横截面内,而且电场和磁场又互相垂直。分别将电场E和磁场H表示为波函数,即变量(ωt±kz)的函数,代入式(3a)或式(3b),就导出波阻抗的公式 。 自由空间的波阻抗等于 (7) 对于其他媒质,波阻抗可以表示为 。波阻抗是一个有用的基本概念,最早是从电路分析中引出的,以后在声学中用来表示压力与流量之比。这个概念又推广到电磁波理论的领域,用来表示电场强度与磁场强度之比。 电磁波的运动意味着能量沿z方向流动。用S表示在z方向单位时间内通过每单位面积的能量,从麦克斯韦方程组并利用能量守恒定律可以导出 s=E×H。 (8) s称为能流密度矢量,或坡印廷矢量;方程(8)既表明了能流与电场强度和磁场强度的数量关系,同时也表明了三者互相垂直的方向关系(图3)。 ② 电磁波的传输线表述。电磁场理论的现代发展趋势之一是用统一的观点处理电路(包括分布参数电路,即传输线)的问题和场的问题。利用傅里叶方法,可以将普遍的交变场变换为许多简谐交变场的叠加或积分。这样,问题就简单地归结为简谐交变场的求解。引入复量法(用复量代表简谐函数),对于简谐波来说,就将对时间 t的微分运算化为代数运算,即;利用这个代换,并利用公式式(3a)与式(3b)化为下列形式 (9a) (9b) 这两个方程和传输线方程具有完全相同的形式。为了和传输线相比,人们甚至可以将均匀平面波的电场和磁场分量Ex、Hy分别换写成电压和电流的通用符号V和I。从量纲来看,这种代换也是合理的。电场强度和磁场强度的单位分别为“伏/米”和“安/米”。 电磁波的传输线表述,能够将原来复杂的场问题归结为熟知的传输线问题来求解。这种表述已经广泛地用于现代波导理论,而且发展到光纤理论的领域。 参考书目 S. A.Schelkunoff, Electromagnetic Wαves, D.Van Nostrand Co., New York, 1943. 黄宏嘉著:《微波原理》,第1、2卷,科学出版社,北京,1963、1964。 --------------------------------------------------------------------------------电磁波 electromagnetic wave 电磁场的一种运动形态。它以交变的电场和磁场相互作用、相互依赖而存在,是电场和磁场的波动运动。这种运动的能量,以光速在空间或以小于光速的速度在有限区域中传播。电磁波的波动性还表现在:在媒质交界面上的反射与折射;在障碍物后的绕射;以及互相干涉等。电磁波除波动性外还有粒子性,后者对无线电频率往往可以忽略。 1864年,J.C.麦克斯韦全面总结了电磁学的基本规律,提出了麦克斯韦方程组(见电磁场基本定理),首先预言了电磁波的存在,并提出光的电磁波理论。1887年,H.R.赫兹用实验证实了电磁波的存在。20世纪以来,电磁波的理论和应用不断取得重大成就,包括无线电技术、微波技术和70年代发展起来的光波导技术的成就,使电磁波成为人类传递信息和能量的最重要形式之一,使通信(包括卫星通信、光纤通信)、广播、电视、遥控、遥测、遥感、雷达、无线电导航、制导等得以实现;并成为探索宇宙空间和研究微观世界的重要途径。 电场强度E 和磁场强度H在垂直于电磁波传播方向上的分量之比称为波阻抗。横电磁模(见电磁波模式)的波阻抗仅与所在媒质的参数有关。 电磁波的运动意味着能量的流动。规定能流密度矢量(或坡印亭矢量)S为垂直于运动方向的单位面积上流过的功率,S=E×H。 对于随时间简谐变化的电磁波,其每秒内的振动次数称为频率f(单位:赫),ω =2πf 称为角频率;根据电磁波传播速度v可以确定其波长λ=v/f,相应地规定传播常数(即波数)k=2π/λ。不同频率(或波长)范围的电磁波具有不同的物理特性。电磁波的整个频率范围称为电磁谱(见彩图)。 电磁波的三种基本传播形式(均匀无界媒质)是平面波、柱面波和球面波。平面波由无限大平面源激发,其波前(等相位面)是平行平面簇;柱面波由无限长直线源激发,其波前是同轴圆柱面簇;球面波由点源激发,其波前是同心的球面簇。它们的场强在远离波源处与距离的关系分别为。式中,z、ρ 分别为前两种情况下观察点到波源的垂直距离;r为球面波到观察点的距离。远离场源处的柱面波或球面波的局部波前接近于平面波。 电磁波的E和H 在无源情况下都满足齐次矢量波动方程。平面波、柱面波、球面波就是波动方程在直角、圆柱、球坐标系中的特解。每种形式的波都可以表示为另一种形式的一簇波。例如,柱面波可表示为无数沿不同方向传播的平面波之和。 --------------------------------------------------------------------------------电磁波 electromagnetic wave 变化电磁场在空间的传播。与弹性波不同,电磁波的传播并不依赖任何弹性媒质,它靠的是电磁场的内在联系和相互依存,即变化的磁场激发有旋电场、变化的电场(位移电流)激发磁场,因此,电磁波在真空中也能传播。电磁波的传播速度等于光速,光就是一种电磁波。无线电波,红外线,可见光,紫外线,X 射线,γ射线等构成了不同频率和波长的电磁波谱。电磁波的传播伴随着能量和动量的传播,这不仅是电磁波的重要性质,也为电磁场的物质性提供了证据 。电磁波是横波,其电矢量、磁矢量和传播方向构成右手螺旋。作为一种波动,电磁波有自身的反射、折射、散射以及干涉、衍射、偏振等现象。电磁波及其一系列性质是麦克斯韦电磁场理论的预言,已为包括赫兹实验在内的大量实验所证实。 [编辑]补充电磁波是什么 正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。 电磁波是电磁场的一种运动形态。电可以生成磁,磁也能带来电,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,所以电磁波也常称为电波。 1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。 1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及r射线。 电磁辐射 广义的电磁辐射通常是指电磁波频谱而言。狭义的电磁辐射是指电器设备所产生的辐射波,通常是指红外线以下部分。 电磁辐射对人体有的伤害 电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应等。 热效应:人体内70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互磨擦,引起机体升温,从而影响到身体其他器官的正常工作。 非热效应:人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁波的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏,人体正常循环机能会遭受破坏。 累积效应:热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态或危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也会诱发想不到的病变,应引起警惕! 各国科学家经过长期研究证明:长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、血压异常、皮肤产生斑痘、粗糙,甚至导致各类癌症等;男女生殖能力下降、妇女易患月经紊乱、流产、畸胎等症。 随着人们生活水平的日益提高,电视、电脑、微波炉、电热毯、电冰箱...等家用电器越来越普及,电磁波辐射对人体的伤害越来越严重。比如电热毯是使用最广与人体接触最近、接触时间最长,对人体危害最严重的家用电器。现在人们在用的绝大多数电热毯电磁波辐射强度超过国家标准20~100倍,对人体健康的伤害极为严重,应引起人们的注意! 跑跑卡丁车中的道具---电磁波 效果:发射电磁波,让所有漂在队员头顶上的飞碟消