第17章电磁波与现代通信让你一览无余
（一）信息与信息传播：
1.信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量越大。
2.人类特有的信息有三种：语言、符号和图像_
3.在人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革，它们是：①语言的诞生；
②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机技术的应用。
4.早期的信息传播工具有很多，比如：①万里长城上的烽火台；②古代传递官文的驿马；_
5.③莫尔斯发明的电扌报机；④贝尔制作的早期电话。
6.莫尔斯电码与密码：
（二）电磁波及其传播：
1.波的基本特征：所有的波都是在传播周期性变化的运动形态。这里的运动形态又可分为：凹凸相间和疏密相间两种。
2.振幅：我们把波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅,_ 用字母A表示，单位是米（m），它反映了波源振动的强弱。
周期：波源振动一次所需要的时间叫做周期，用字母T表示，单位是秒（s）;
频率：波源每秒内振动的次数叫做频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz）。频率与周期反
1
映了振动的快慢。它们的关系是：T = f。
波长：波在一个周期内传播的距离叫做波长』/表示，单位是米（m ）。
波速：波的传播速度，用字母v表示，单位是米/秒（m/s ）。
3.波长、波速、频率、周期的关系是：
v= T =入f。
4.电磁波：
（1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。
（2）电磁波在真空中的传播速度（即光速），c= 3 x 108m/s。
从电磁波谱图可知，电磁波包括了：无线电波、微波、光（包括红外线、可见光和紫外线）、X 射线和丫射线等。其中无线电波的波段表见下：
1(-141O1010-6波长曲
）人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化:
①传播的信息形式从“文字T声音T图像”；
②传播的信息量“由小到大”；
③传播信息的速度“由慢到快”。
（三）现代通信一一走进信息时代
1.移动通信是指移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信方式。
移动通信的基地台是按蜂窝结构布局的，这种布局可以增加电磁波覆盖的有效面积，避免基地台的重复建设，因而移动电话也称为“蜂窝移动电话”。
2.光纤诵信是以激光为光源，以光导纤维为传输介质进行的通信。
光纤通信具有传输容量大、抗电磁干扰能力强等突出优点，是构成未来信息高速公路骨干网
的主要通信方式。
光纤通信的过程是：“电话T激光发射机T光纤T激光接收机T电话”
3?卫星诵信是利用人造地球卫星作为中继站，转发无线电信号，在多个地球站之间进行的通信。
卫星通信具有传输距离远、覆盖区域大、灵活、可靠、不受地理环境条件限制等独特优点。以覆盖面积来说，一颗通信卫星可覆盖地球面积的三分之一多，即三颗同步通信卫星就可以覆盖整个地球。
4.互联网络是全世界的计算机、计算机网络互相连接成的信息传送网络，包括有线网络和无线网络。
互联网络的用途非常广泛，如信息查询、电子邮件、远程登录、文件传送、远程医疗、
网上聊天、电子会议等。
重、难点解析
1.怎样认识信息？
我们今天生活的时代是一个信息的时代。都
要利用各种不同的渠道收集各个方面的信息, 意商
情的波动，金融家关注股市行情的涨跌，与信息息
息相关。
无论是工作中，学习中还是日常生活中，我们
外交家注意国际关系的微妙变化，企业家注
科学家关心学科前沿的动态，所有这一切，都
信息现在已经成为现代科学技术中普遍使用的一个概念，作为日常用语，信息指音信、消息，消息就是预先不知道的报道。一般来说，信息是指由信息源（如自然界、人类社会等）
发出的各种信号，使使用者接受和理解。
信息并非事物本身，而是表征事物，并由事物发出的消息、情报、指令、数据和信号中包含的内容。一切事物，包括自然界、人类社会等，都在发出信息。在人类社会中，信息往往以文字、图像、语言、声音等形式出现。
信息是生活、工作中的常见现象，一切事物都会发出信息，信息无时不在。人们要想有效地工作和生活，必须拥有足够的信息。
借助于信息，人类才能获取并发展知识。通过获取信息，人们才能区别自然界和社会中的不同的事物，才得以认识世界、认识自然、利用自然。
2.怎样认识卫星通信？
通信卫星工作的基本原理如图所示。通信卫星的运行轨道有两种。一种是低或中高轨道，
另一种轨道是高达36000km的同步定点轨道，即在赤道平面内的圆形轨道，卫星的运行周期与地球自转一圈的时间相同，在地面上看这种卫星好似静止不动，称为同步卫星。卫星通
信系统由通信卫星（空间部分）和地面部分（通信地面站）两大部分构成。在这一系统中，通信卫星实际上就是一个悬挂在空中的通信中继站。它居高临下，视野开阔，它可以“看” 到地球最大跨度达18000km以上。三颗卫星（如图）就可以覆盖地球的几乎全部面积，可进行24小时的全天候通信。只要在它的覆盖照射区以内，不论距离远近都可以通信，通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。通信卫星的种类也越来越多。按服务区域划分，有全球、区域和国内通信卫星。按用途分，有一般通信卫星、广播卫星、海事卫星、跟踪和数据中继卫星以及各种军用卫星等。
3.正确认识电磁波（无线电波）的传播方式。
电磁波（这里主要指无线电波）因波长不同具有不同的传播形式。主要有：地波、天波
和微波三种形式。
地波沿地球表面空间传播的无线电波叫做地波。由于地面上有高低不平的山坡和房屋
等障碍物，只有能绕过这些障碍物的无线电波，才能被各处的接收机收到。当波长大于或相
当于障碍物的尺寸时，就可以绕过障碍物到达它们的后面。地面上的障碍物尺寸一般不大，长波可以相当容易地绕过它们，中波和中短波也能较好地绕过去，短波和微波由于波长较短，
很难绕过它们。由于地球是一个大导体，地球表面会因地波的传播引起感应电流，因此地波在传播过程中要损失能量，频率越高损失的能量也越多，所以地波主要适用于长波、中波和
中短波。
天波依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波。地面上空的气体分子由于受到太
阳的照射而发生电离，大气中一部分中性的气体分子分解为带正电的离子和自由电子，该层大气就是电离层。电离层对于不同波长的电磁波的反射和吸收表现不同的特性，波长越长，吸收越强反射越弱，因此短波最适宜以天波的形式传播。
微波微波是由于频率高、波长短，它既不能以地波的形式传播，又不能依靠天波的形式传播「口光一样，沿直线传播。由于地球表面是球形的，微波沿直线传播的距离不大，一般只有几十千米。在进行远距离通信时，要有中继站。由某地发射出去的微波，被中继站接
收，并加以放大、处理，再传向下一站，像接力赛那样，一站传一站，经过很多中继站可以把电信号传到远方。
例1.下列说法中正确的是：（）
A.频率越高的电磁波，传播速度越大；
B.波长越短的电磁波，传播速度越大；
C.频率越高的电磁波，波长越短；
D.波长不同的电磁波，频率不同，因而速度亦不同。
分析：电磁波的传播速度与波长和频率无关，仅由传播的介质决定，电磁波在同一物质
中的传播速度是不变的，在真空中的传播速度等于光速，在空气中的速度近似等于光速。但电磁波的波长、频率及传播速度三者满足：传播速度=波长x频率，因此电磁波的频率与波
长成反比关系。
解答：应选C。
例2.关于同步卫星，以下说法中正确的是：（）
A.同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同。
B.同步卫星和月球一样每天绕地球一周。
C.同步卫星固定在空中一直不动。
D.同步通信卫星做为传播微波的中继站，地球上只要有2颗就能覆盖全世界。
分析：所谓地球同步卫星，即指卫星绕地球转动的周期与地球的自转周期相同，与地
球同步转动，且在赤道上空的某地，站在地球上观看（以地球本身为参照物）它在空中的位
置是固定不动的，所以它可以代替微波中继站来进行电磁波的中转作用。全世界只要有三颗
这样的卫星（当然位置要选定好）就可以满足全世界的需求，正确答案只有A。
解答：应选A。
例3.目前，中国教育电视台的两套卫星电视节目是通过国产“东方红二号甲”通信卫星转发的，卫星转发下行频率为3848MHz和3928MHz。这两个电磁波的波长分别是____________________ 禾廿 _____。
分析：电磁波的传播速度c与波长、频率的关系是：f，要求出波长，可以把公式
c
变形为入=f。
c
解答：因为c=^ f,所以入=f,则：
c 3 108m/s
1= f i = 3.848 109H Z = 0.078m。
8
c 3 10 m/s
2= f2 = 3.928 109H Z = 0.076m。
所以这两个电磁波的波长分别是0.078m和0.076m。
一. 填空题
1.我们生活在一个充满信息的世界里，通俗的讲，信息就是____________________ ，消息中包含的内容越多， ________________ 也就越大。
2._____________ 、 ________________ 和_______________ 是人类特有的三种信息。
3.世界上第一台电话是由_________ 制成的，电话主要由_________ 与__________ 组成。
4.在电话中话筒的作用是______________________________________ ，而听筒的作用是
________________________ ，使人听到声音。
5.波可以分为________ 和________ ，不管什么波，它的传播都是一种____________ 的运动形^态。
6.把波源偏离平衡位置的最大距离叫__________________ ，它反映了波源振动的强弱。
7.电磁波的特性有（1）_________________________________________________ 。（2）_______________________________ 。（3） ______________________________ 。
8.移动通信是指_____________ 之间或________________________ 之间的通信方式。
9.移动通信的基地台是按_____________________________ 布局的，这种布局可以增加
________________ ，避免基地台的重复建设，因此移动电话也称____________________ 。
.选择题
13.以下现象中不能产生电磁波的是（）
A.闭合和断开灯的开关的瞬间
B.电冰箱启动和停机时
C.电铃工作发声时
D.用铁锤敲击铁棒时
14.波长为300米的电磁波，以下分析正确的是（）
A.它的传播速度总是3X 108米/秒
B.它的频率是106赫
C.它在水中传播的波长仍为300米
D.它在水中传播时的频率大于106赫
15.下列说法正确的是（）
A.频率越高的电磁波传播速度越大
B.波长越短的电磁波传播速度越大
电磁场与电磁波实验报告
实验一电磁场参量的测量 实验目的 1、在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性互相垂直。 2、熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长，并确定电磁波 的相位常数和波速 实验原理 两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）方向传播时，由于初始相位不同发生干涉现象，在传播路径上可形成驻波场分布。本实验正是利用相干波原理，通过测定驻波场节点的分布，求得自由空间内电磁波波长的值，再由2，f 得到电磁波的主要参量：和等。 本实验采取了如下的实验装置 设入射波为E i E）e j，当入射波以入射角!向介质板斜投射时，则在 分界面上产生反射波E r和折射波E t。设介质板的反射系数为R,由空气进入 介质板的折射系数为T o，由介质板进入空气的折射系数为T c，另外，可动板 P r2和固定板P r1都是金属板，其电场反射系数都为-1。在一次近似的条件下,
接收喇叭处的相干波分别为E M RT o T c E oi e j 1，RT o T c E^e j 2 这里 1 2L ri L r3 L ri ；2 2L「2 L“2L M 2 L L r3 L2；其中L L2 L i|。 又因为为定值，L2则随可动板位移而变化。当P r2移动L值，使P r3有零 指示输出时，必有E M与E r2反相。故可采用改变P r2的位置，使尺3输出最大或零指示重复出现。从而测出电磁波的波长和相位常数。下面用数学式 来表达测定波长的关系式。 在P r3处的相干波合成为E r E M E「2 e j 1 e j2 j 1 2 / 或写成E r2RT0T c E0i cos 2 e 2（1-2） 式中 1 2 2 L 为了测量准确，一般采用P3零指示法，即cos 20 或（2n 1），n=0,1,2…… 这里n表示相干波合成驻波场的波节点（E r 0 ）数。同时，除n=0以外的n值，又表示相干波合成驻波的半波长数。故把n=0时E r 0驻波节点为参考节点的位置L。 2 又因 2 — L （1-3） 2 故2n 1 2 — L 或 4 L （2 n 1）（1-4）由（1-4）式可知，只要确定驻波节点位置及波节数，就可以确定波长的值。当n=0的节点处L。作为第一个波节点，对其他N值则有： n=1, 4 L 4L1 L0 2 ,对应第二个波节点，或第一个半波长数。
本科实验报告 课程名称：电磁场与微波实验 姓名：wzh 学院：信息与电子工程学院 专业：信息工程 学号：xxxxxxxx 指导教师：王子立 选课时间：星期二9-10节 2017年 6月 17日 Copyright As one member of Information Science and Electronic Engineering Institute of Zhejiang University, I sincerely hope this will enable you to acquire more time to do whatever you like instead of struggling on useless homework. All the content you can use as you like. I wish you will have a meaningful journey on your college life. ——W z h 实验报告 课程名称：电磁场与微波实验指导老师：王子立成绩：__________________ 实验名称： CST仿真、喇叭天线辐射特性测量实验类型：仿真和测量 同组学生姓名： 矩形波导馈电角锥喇叭天线CST仿真 一、实验目的和要求 1. 了解矩形波导馈电角锥喇叭天线理论分析与增益理论值基本原理。 2．熟悉 CST 软件的基本使用方法。 3．利用 CST 软件进行矩形波导馈电角锥喇叭天线设计和仿真。 二、实验内容和原理 1. 喇叭天线概述 喇叭天线是一种应用广泛的微波天线,其优点是结构简单、频带宽、功率容量大、调整与使用方便。合理的选择喇叭尺寸,可以取得良好的辐射特性：相当尖锐的主瓣,较小副瓣和较高的增益。因此喇叭天线在军事和民用上应用都非常广泛,是一种常见的测试用天线。喇叭天线的基本形式是把矩形波导和圆波导的开口面逐渐扩展而形成的,由于是波导开口面的逐渐扩大,改善了波导与自由空间的匹配,使得波导中的反射系数小,即波导中传输的绝大部分能量由喇叭辐射出去,反
谈谈电磁波生活中常见的应用（一） 晴日仰望，是一望无际的天空。不过，人们用“空”来描述“天”，实在是一种误会，因为天并不空。在我们生存的空间，无处不隐匿着形形色色的电磁波：激雷闪电的云层在发射电磁波；无数的地外星体也辐射着电磁波；世界各地的广播电台和通信、导航设备发出的信号在乘着电磁波飞驰；更不用说还有人们有意和无意制造出来的各种干扰电磁波……这些电磁波熙熙攘攘充满空间，实在是热闹非凡。如果说人们是生活在电磁波的海洋之中，那是毫不夸张的。在既往的几千年中，人们一直都没能“看见”电磁波。麦克斯韦写了电磁波历史的第一页。 （1）无线电时代的产生。 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在分析和总结前人对电磁现象研究成果的基础土，建立了经典电磁理论。麦克斯韦预言:不均匀变化着的电场将产生变化的磁场，不均匀变化的磁场产生变化的电场，这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，由近及远地传播，从而形成电磁波。任何电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速。1887年，德国物理学家赫兹，用实验方法首次获得电磁波，证实了麦克斯韦的这一预言。人类从此进入了无线电时代。 （2）无线电通信发展简史。
1895年，马可尼发明了用电磁波远距离传送信号的方法:1899年，美国柯林斯达造出了第一个无线电话系统;1906年，费森登在美国建立了第一个无线电话发射台;1919年，英国建立第一座播送语言和音乐节目的无线电台z1921年，人类首先实现短波跨洋传播；1925年，英国贝尔德发明第一台实用电视机；1930年，实现了微波通信……现在，人类可以将文字、声音、数据、图像等信息，通过电磁波传向四面八方。 （3）手机是如何实现通信的。 手机既是个电磁波的接收器，同时也是个电磁波发射器。可见，手机实际上是一部可移动的无线电通信设备。移动的手机与不移动的基地台之间构成了一个可移动的无线通信系统。其工作过程(图14-28)大体是:移动的发话人对手机讲话，手机把声波经变换器转变为电信号，经天线发射出去，载有语言信息的电磁波被基地台接收，经变换器转变为电信号发射给另一移动手机，接收方手机接收电磁波信号，经转换器和发声器转变为声音，为收话人所听到。 （4）在何种场合不宜使用手机? ①坐飞机时:因为手机的高频信号会干扰飞机的控制系统，可能引发飞行事故。所以乘客上机后，乘务员会一再关照大家:"请把您的手机关掉!"。 ②在汽车加油站时:因为加油站的计数器是由电子控
第十七章电磁波与现代通信 课时1信息与信息传播 [课堂巩固] 1.信息与生活密不可分，如天空乌去密布，标志着大雨可能降临；上课时，同学们 举手，标志着________________________。 2.我们生活在一个充满信息的世界里，通俗地讲，信息是各种事物________________________，消息中包含的内容越多，信息量________________。 3.信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革：_________________、文字的诞生、__________________、_______________、___________________。 4.请你列举出三种早期的信息传播工具：________________、_________________、_________________________。 5.第一个发明电报机的是美国的发明家_______________，同时也发明了利用“点”、 “划”和“空白”的不同组合构成的电码——__________________，揭开了人类通信史的新纪元。 6.比较下列各类传递信息的方法，在相同的时间内能传递的信息量最多的是（）A．电话B．电报C．书信D．可视电话 7.下面关于数字“6”的莫尔斯电码组合，正确的是（） A. ·———— B. —···· C. ———·· D.····— 8.下列不属于早期信息传播工具的是（） A.可视电话 B.在古代每隔一定的距离会设置一个驿馆 C.飞鸽传书 D.以前有急事时，经常会用的电报 9.下列传播信息的方式中，传递信息的速度最快的是（） A．利用古代的驿站的形式传播 B．利用发电报的形式传递信息 C．利用打电话的形式传播 D．飞鸽传书 10.小明同学在课后查阅了一些资料，得到了一些记载信息的工具如下图17-1所示， 请你帮他分析这些记载信息工具的优缺点。
实验一、电磁波参量的测量 1.实验目的： （1）在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性如E、H和S 互相垂直。（2）熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长λ，并确定电磁波的相位常数β和波速υ。 （3）了解电磁波的其他参量，如波阻抗η等。 2.实验仪器： （1）DH1211型3cm固态源1台 （2）DH926A型电磁波综合测试仪1套 （3）XF-01选频放大器1台 （4）PX-16型频率计 3.实验原理 两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）方向传播时，由于初始相位不同，它们相互干涉的结果，在传播路径上形成驻波分布。通过测定驻波场节点的分 布，求得波长λ的值，由 2π β λ =、f υλ =得到电磁波的主要参数：β、υ
设0r P 入射波为:0j i i E E e βγ -= 当入射波以入射角θ向介质板斜投射时，在分界面上产生反射波r E 和折射波i E 。设入射波为垂直极化波，用R ⊥表示介质板的反射系数，用0T ⊥和T ε⊥表示由空气进入介质板和由介质板进入空气的折射系数。可动板2r P 和固定板1r P 都是金属板，其电场反射系数为-1，则3r P 处的相干波分别为： 110j r i E R T T E e φε-⊥⊥⊥=- 1131()r r L L L φββ=+= 220j r i E R T T E e φε-⊥⊥⊥=- 22331()()r r r r L L L L L φββ=+=++V 其中，21L L L ?=- 因为1L 是固定值，2L 则随可动板位移L V 而变化。当2r P 移动L V 值时，使3r P 具有最大输出指示时，则有1r E 和2r E 为同相叠加；当2r P 移动L V 值，使3r P 具有零值输出指示时，必有1r E 和2r E 反相。故可采用改变2r P 的位置，使3r P 输出最大或零指示重复出现。 在3r P 处的相干波合成 1 21210()i i r r r i E E E R T T E e e φφε--⊥⊥=+=-+ 或写成 12( ) 12 2 102cos( )2 j r i E R T T E e φφεφφ+-⊥⊥-=- 式中12L φφφβ=-=V V 为测准入值，一般采用 3r P 零指示办法 ，即 cos( )02φ=V 或(21)22 n φπ =+V n=0.1.2….. n 表示相干波合成驻波场的波
电磁场与微波技术 实验报告 院系： 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
实验一线驻波比波长频率的测量 一、实验目的 1、熟练认识和了解微波测试系统的基本组成和工作原理。 2、掌握微波测试系统各组件的调整和使用方法。 3、掌握用交叉读数法测波导波长的过程。 二、实验用微波元件及设备简介 1．波导管：本实验所使用的波导管型号为BJ—100，其内腔尺寸为α＝22.86mm，b＝10．16mm。其主模频率范围为8．20～12．50GHz，截止频率为6．557GHz。2．隔离器：位于磁场中的某些铁氧体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同的吸收，经过适当调节，可使其对微波具有单方向传播的特性(见图1)。隔离器常用于振荡器与负载之间，起隔离和单向传输作用。 3．衰减器：把一片能吸收微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成(见图2)，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。衰减器起调节系统中微波功率以及去耦合的作用。 图 1 隔离器结构示意图图2 衰减其结构示意图 4．谐振式频率计（波长表）： 图3 a 谐振式频率计结构原理图一图3 b 谐振式频率计结构原理图二 1. 谐振腔腔体 1. 螺旋测微机构 2. 耦合孔 2. 可调短路活塞 3. 矩形波导 3. 圆柱谐振腔 4. 可调短路活塞 4. 耦合孔 5. 计数器 5. 矩形波导 6. 刻度 7. 刻度套筒 电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本上不影响波导中波的传输。当电磁波的频率
满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。(图3a) 或从刻度套筒直接读出输入微波的频率(图3b)。两种结构方式都是以活塞在腔体中位移距离来确定电磁波的频率的，不同的是，图3a读取刻度的方法测试精度较高，通常可做到5×10－4，价格较低。而见图3b直读频率刻度，由于在频率刻度套筒加工受到限制，频率读取精度较低，一般只能做到3×10－3左右且价格较高。 5．驻波测量线：驻波测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器。在波导的宽边中央开有一个狭槽，金属探针经狭槽伸入波导中。由于探针与电场平行，电场的变化在探针上感应出的电动势经过晶体检波器变成电流信号输出。 6．匹配负载：波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料，它几乎能全部吸收入射功率。 7．微波源：提供所需微波信号，频率范围在8．6～9．6GHz内可调，工作方式有等幅、方波、外调制等，实验时根据需要加以选择。 8．选频放大器：用于测量微弱低频信号，信号经升压、放大，选出1kHz附近的信号，经整流平滑后由输出级输出直流电平，由对数放大器展宽供给指示电路检测。 三、实验内容及过程 1.微波信号源的调整： 频率表在点频工作下，显示等幅波工作频率，在扫频工作下显示扫频工作频率，在教学下，此表黑屏。电压表显示体效应管的工作电压，常态时为12.0 0.5V，教学工作下可通过“电压调节钮”来调节。电流表显示体效应管的工作电流，正常情况小于500毫安。 2.测量线探针的调谐： 我们使用的是不调谐的探头，所以在使用中不必调谐，只是通过探头座锁紧螺钉可以将不调谐探头活动2mm。 3.用波长计测频率： (1)在测量线终端接上全匹配负载。 (2)仔细微旋波长计的千分尺，边旋边观测指示器读数。由于波长计的q值非常 高，谐振曲线非常尖锐，千分尺上0.01mm的变化都可能导致失谐与谐振两种状态之间切换，因此，一定慢慢地仔细微旋千分尺。记下指示器读数为最小时（注意：如果检流指示器出现反向指示，按下其底部的按钮，读数即可）的千分尺读数并使波长计失谐。 (3)由读得的千分尺刻度可在该波长计的波长表频率刻度对照表上读得信号源的工作频率。 4.交叉读数法测量波导波长： (1)检查系统连接的平稳，工作方式选择为方波调制，使信号源工作于最佳状态。 (2)用直读式频率计测量信号频率，并配合信号源上的频率调谐旋钮调整信号源的工作频率，使信号源的工作频率为9370MHz。
第17章 电磁波与现代通信 让你一览无余 1. 信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量越大。 2. 人类特有的信息有三种：语言、符号和图像。 3. 在人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革，它们是：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机技术的应用。 4. 早期的信息传播工具有很多，比如：①万里长城上的烽火台；②古代传递官文的驿马； 5. ③莫尔斯发明的电报机；④贝尔制作的早期电话。 6. 莫尔斯电码与密码： （二）电磁波及其传播： 1. 波的基本特征：所有的波都是在传播周期性变化的运动形态。这里的运动形态又可分为：凹凸相间和疏密相间两种。 2. 振幅：我们把波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅，用字母A 表示，单位是米（m ），它反映了波源振动的强弱。 周期：波源振动一次所需要的时间叫做周期，用字母T 表示，单位是秒（s ）； 频率：波源每秒内振动的次数叫做频率，用字母f 表示，单位是赫兹（Hz ）。频率与周期反 映了振动的快慢。它们的关系是：T ＝f 1 。 波长：波在一个周期内传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是米（m ）。 波速：波的传播速度，用字母v 表示，单位是米/秒（m/s ）。 3. 波长、波速、频率、周期的关系是： v ＝T ＝λf 。 4. 电磁波： （1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。 （2）电磁波在真空中的传播速度（即光速），c ＝3×108m/s 。 （3）电磁波谱： 从电磁波谱图可知，电磁波包括了：无线电波、微波、光（包括红外线、可见光和紫外线）、X 射线和γ射线等。其中无线电波的波段表见下：
邮电大学 电磁场与微波测量实验报告
实验六布拉格衍射实验 一、实验目的 1、观察微波通过晶体模型的衍射现象。 2、验证电磁波的布拉格方程。 二、实验设备与仪器 DH926B型微波分光仪，喇叭天线，DH1121B型三厘米固态信号源，计算机 三、实验原理 1、晶体结构与密勒指数 固体物质可分成晶体和非晶体两类。任何的真实晶体，都具有自然外形和各向异性的性质，这和晶体的离子、原子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关。 晶体的离子、原子或分子占据着点阵的结构，两相邻结点的距离叫晶体的晶 10ｍ，与X射线的波长数量级相当。因此，格常数。晶体格点距离的数量级是-8 对X射线来说，晶体实际上是起着衍射光栅的作用，因此可以利用X射线在晶体点阵上的衍射现象来研究晶体点阵的间距和相互位置的排列，以达到对晶体结构的了解。 图4.1 立方晶格最简单的晶格是立方体结构。 如图6.1这种晶格只要用一个边长为ａ的正立方体沿3个直角坐标轴方向重复即可得到整个空间点阵，ａ就称做点阵常数。通过任一格点，可以画出全同的晶面和某一晶面平行，构成一组晶面，所有的格点都在一族平行的晶面上而无遗漏。这样一族晶面不仅平行，而且等距，各晶面上格点分布情况相同。
为了区分晶体中无限多族的平行晶面的方位，人们采用密勒指数标记法。先找出晶面在ｘ、ｙ、ｚ3个坐标轴上以点阵常量为单位的截距值，再取3截距值的倒数比化为最小整数比（ｈ∶ｋ∶ｌ），这个晶面的密勒指数就是（ｈｋｌ）。当然与该面平行的平面密勒指数也是（ｈｋｌ）。利用密勒指数可以很方便地求出一族平行晶面的间距。对于立方晶格，密勒指数为（ｈｋｌ）的晶面族，其面 间距 hkl d可按下式计算：2 2 2l k h a d hkl + + = 图6.2立方晶格在ｘ—ｙ平面上的投影 如图6.2，实线表示（100）面与ｘ—ｙ平面的交线，虚线与点画线分别表示（110）面和（120）面与ｘ—ｙ平面的交线。由图不难看出 2、微波布拉格衍射 根据用X射线在晶体原子平面族的反射来解释X射线衍射效应的理论，如有一单色平行于X射线束以掠射角θ入射于晶格点阵中的某平面族，例如图4.2所示之（100）晶面族产生反射，相邻平面间的波程差为 θ sin 2 100 d QR PQ= +（6.1） 式（6.1）中 100 d是（100）平面族的面间距。若程差是波长的整数倍，则二反射波有相长干涉，即因满足
第十七章：电磁波与现代通信 知识点总结： 一、信息与信息传播 1.信息：各种事物发出的有意义的消息。 （1）人类特有的三种信息：语言、符号和图像。 （2）人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机与网络技术的应用。 2.早期的信息传播工具：烽火台、驿马、电报机和早期电话等。 记住：莫尔斯发明了电报机；贝尔发明了电话；爱迪生发明了电灯。 3.人类储存信息的工具有：（1）牛骨﹑竹简、木牍；（2）书；（3）磁盘﹑光盘。 二、电磁波及其传播 1.波 （1）波的概念：波是能传播周期性变化的运动形态，还能传递能量以及信息。 （2）波的基本特征： 振幅A：振动的幅度，单位是m，它反映了振动的强弱。 周期T：振动一次所需要的时间，单位是s。 频率f：其数值等于每秒内振动的次数，单位是Hz，频率与周期反映了振动的快慢，f＝1/T。 波长λ：波在一个周期内传播的距离，单位是m。 波速V：波传播的速度，单位是m/s，它反映波传播的快慢。 （3）波的传播速度V与波长λ、频率f的关系是：V＝λf＝λ/T 2.电磁波 （1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。 记住：麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。（2）特性：①电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，但金属可以屏蔽电磁波；②一切电磁波都具有能量，可以传递信息。 （3）电磁波在真空中传播的速度为3×108m/s，与光速相同，光波属于电磁波。 3.电磁波谱（按波长由小到大或频率由高到低排列）：γ射线、X射线、紫外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、红外线﹑微波﹑无线电波（要了解它们各自应用）。 记住：微波技术主要应用在通信方面，如雷达、导航、电视等领域。 4.人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化： （1）传播的信息形式从文字→声音→图像； （2）传播的信息量由小到大； （3）传播的距离由近到远； （4）传播的速度由慢到快。 三、现代通信---走进信息时代 1.卫星通信 （1）电视广播、移动通信等主要是利用微波传递信号的。 （2）优点：①覆盖面大；②通信距离长；③不受地理环境限制。 缺点：①造价较高；②信号有零点几秒的时间延迟；③保密性差。 （3）应用：电话、电报、电视广播、全球定位、导航。 2.光纤通信 （1）光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式。 （2）优点：①容量极大；②不会受外界电磁场的干扰；③不怕潮湿、耐腐蚀、能量损耗低。 缺点：①架设线路受地理条件限制；②光缆易被拉断。
电磁场与电磁波 实验报告 实验名称：有限差分法解电场边值问题 实验日期：2012年12月8日 姓名：赵文强 学号：100240333 XX工业大学（威海）
问题陈述 如下图无限长的矩形金属导体槽上有一盖板，盖板与金属槽绝缘，盖板电位为U0，金属槽接地，横截面如图所示，试计算此导体槽内的电位分布。 参数说明：a=b=10m, U=100v 实验要求 1)使用分离变量法求解解析解； 2)使用简单迭代发求解，设-10 =100.1,1 x y ε?=?= ，两种情况分别求解数值解； 3)使用超松弛迭代法求解，设-10 =100.1 x y ε?=?= ，确定?（松弛因子）。 求解过程 一、分离变量法求解 因为矩形导体槽在z方向为无限长，所以槽内电位函数满足直 角坐标系中的二维拉普拉斯方程。 22 22 (0,)0,(,)0(0) (,0)0,(,)(0) x y y a y y b x x b U x a ?? ?? ?? ?? += ?? ==≤≤ ==≤≤
根据边界条件可以确定解的形式： 1ππ(,)sin()sinh()n n n x n y x y A a a ?∞ ='=∑ 利用边界条件0(,)x b U ?=求解系数。 01 ππsin( )sinh()n n n x n b A U a a ∞ ='=∑ 01 πsin( )n n n x U f a ∞ ==∑ 0 0041,3,5,2πsin()d π 2,4,6,a n U n n x f U x n a a n ?=? ==??=? ? 011 πππsin()sinh()sin()n n n n n x n b n x A U f a a a ∞ ∞ =='==∑∑ 041,3,5,πsinh(π/) 'πsinh()02,4,6,n n U n f n n b a A n b n a ? =? ==??= ? 01,3,5, 4ππ(,)sin()sinh()πsinh(π/)n U n x n y x y n n b a a a ?∞ == ∑ 简单迭代法求解 二、 有限差分法 有限差分法（Finite Differential Method ）是基于差分原理的一种数值计算法。其基本思想：将场域离散为许多小网格，应用差分原理，将求解连续函数?的泊松方程的问题转换为求解网格节点上?的差分方程组的问题。 泊松方程的五点差分格式 )(4 1 4243210204321Fh Fh -+++=?=-+++?????????? 当场域中,0=ρ得到拉普拉斯方程的五点差分格式
电磁场与微波测量实验报告 学院： 班级： 组员： 撰写人： 学号： 序号：
实验一电磁波反射和折射实验 一、实验目的 1、熟悉S426型分光仪的使用方法 2、掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法 3、掌握分光仪验证电磁波折射定律的方法 二、实验设备与仪器 S426型分光仪 三、实验原理 电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发生反射，本处以一块大的金属板作为障碍物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律，即反射线在入射线和通过入射点的法线所决定的平面上，反射线和入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。 四、实验内容与步骤 1、熟悉分光仪的结构和调整方法。 2、连接仪器，调整系统。 仪器连接时，两喇叭口面应相互正对，它们各自的轴线应在一条直线上，指示 两喇叭的位置的指针分别指于工作平台的90刻度处，将支座放在工作平台上， 并利用平台上的定位销和刻线对正支座，拉起平台上的四个压紧螺钉旋转一个 角度后放下，即可压紧支座。 3、测量入射角和反射角 反射金属板放到支座上时，应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻 线一致。而把带支座的金属反射板放到小平台上时，应使圆盘上的这对与金属 板平面一致的刻线与小平台上相应90度的一对刻线一致。这是小平台上的0刻 度就与金属板的法线方向一致。 转动小平台，使固定臂指针指在某一角度处，这角度读书就是入射角， 五、实验结果及分析 记录实验测得数据，验证电磁波的反射定律 表格分析： （1）、从总体上看，入射角与反射角相差较小，可以近似认为相等，验证了电磁波的反射定律。 （2）、由于仪器产生的系统误差无法避免，并且在测量的时候产生的随机误差，所以入射角
电磁波的基本应用及未来发展方向 【论文关键词】：物理学科电磁波应用 【论文摘要】：自1864年电磁波正式被理论预言以来，不同形式的电磁波陆陆续续被发现，它们本质相同，只是波长和频率相差较大，因此性质有所不同，在生活中的应用也各不相同，本文主要结合现实，讨论电磁波在现实生活中的应用及未来应用的发展方向。 一、电磁波的分类概况---------------------------- - 1 - 二、各类电磁波的主要应用 ------------------------ - 2 - 1.无线电波----------------------------------- - 2 - ⑴长波、中波------------------------------- - 2 - ⑵短波 ------------------------------------ - 3 - 2.红外线------------------------------------- - 3 - 3.可见光------------------------------------- - 4 - 4.紫外线------------------------------------- - 4 - 5.X射线-------------------------------------- - 5 - 6.γ射线------------------------------------- - 6 - 三、未来展望------------------------------------ - 7 - 一、电磁波的分类概况 电磁波是以波动形式传播的电磁场，是一种横波，真空中以光速传播。频率由低到高主要分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。当然这只是大体划分，如果把电磁波比喻为钢琴，
九年级物理电磁波与现代通信检测试题（附答案） 第十七章电磁波与现代通信检测试题一、填空题 1．信息是各种事物发出的的消息，消息中包含的越多，信息量就越大。 2．在人类历史上，信息及其传播过程共经过五次巨大变革，分别是诞生、的诞生、的诞生、的诞生和应用以及的应用。 3．电磁波像水波 一样，有着波峰和波谷，___________________称为波长（λ）。电磁波在传播过程中，电磁波____________叫做它的频率。波源偏离平衡位置的最大距离叫做________。 4．在真空中，不同频率的电磁波传播的速度都，频率越大的电磁波的波长越。 5．信息理论表明，作为载体的电磁波，越高，相同时间内传输的信息越多。由于光比无 线电波的高很多，在一定时间内可以传输大量信息。 6．卫星通信 就是利用_____ 作微波通信的，进行通信的通信卫星大多是卫星。7．通信用的激光在里传播，它是很细的玻璃丝，通常数条一起敷上保护层，制成_______________。 8．计算机可以高速处理大量信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。世界各地的计算机网络互相联结，成为世界上最大的计算机网络，称为。计算机之间的联结， 可以使用___________________________等各种通信手段。目前使用 最频繁的网络通信形式有______________________________等。二、选择题 9．电话的听筒主要应用了电流的（） A. 热效应 B. 化学效应 C. 磁效应 D. 三种效应都有 10．电磁波（） A. 只能在真 空中传播 B. 在水中不能传播 C. 可以在很多介质中传播 D. 只能 在空气中传播 11．下列关于电磁波的说法中正确的是（） A. 电 磁波的传播需要介质 B. 电磁波是沿某一特定方向向空间远处传播 的 C. 电磁波是向空间各个方向传播的 D. 电磁波与水波完全一样12．下列说法中，正确的是（） A.. 电磁波是无线电波的一部分 B. 无线电波是电磁波的一部分 C. 电磁波是光的一部分 D. 光不是电 磁波的一部分 13．在电视或电影中,人们看到排雷专家用的一种仪器探测雷，这是利用（） A. 光的折射看到地下的雷 B. 光的反射看到地下的雷 C. 这种仪器发出电磁波被雷所反射 D. 超声波“透视”看到地下的雷 14. 下列所列知识结构中有错误的是（） A.电话 B. 电磁波
电磁场与电磁波实验讲义（试用） 实验一、电磁波的反射特性研究 一、实验目的 1、研究电磁波在良导体表面的反射; 2、熟悉微波分光仪DH962B的使用方法。 二、实验原理 如上图所示, 射, 我们用一块金属板作为障碍物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律,即反射线在入射线和通过入射点的法线所决定的平面上,反射线和入射线分居在法线两侧,反射角等于入射角(如上图所示,θr =θi)。 三、实验装置
(1) 四、实验内容和步骤 1、熟悉微波分光仪的结构、仪器的连接和系统调整: 在微波分光仪的底座上有两个支臂,其中一个为固定支臂,另一 个支臂则可绕中心轴旋转(带固定螺钉),发射喇叭天线和信号源安装在固定支臂上,接收喇叭天线和微安表安装在旋转支臂上。微波分光仪底座中央有一带角度刻度线的园形工作平台。仪器连接时,两喇叭天线的口面应正对,它们各自的轴线应在同一条直线上,两个臂的位置指针应分别指向工作平台的900刻度处。按信号源的操作规程打开电源,调节衰减器使微安表有一适当的读数(满量程的三分之二及以上,这样可以减小读数误差对测试结果的影响)。将带支座的金属反射
板放在园形工作平台上(注意:金属反射板的平面应与支座下面的小园盘上的某一对刻度线一致),在将带支座的金属反射板放在园形工 (2) 作平台上时,应注意两点:(1)使小园盘的刻度线(与金属板平面一致的一对刻度线)与工作平台上相应900刻度的一对刻度线一致,这时工作平台上的00刻度线就与金属反射板的法线方向一致;(2)利用工作平台上的固定螺钉将金属反射板的支座固定。 2、测量入射角和反射角: 转动工作平台,使固定臂的指针指在某一角度处,该角度数就是入射角,然后转动旋转臂使微安表的读数达到最大,此时旋转臂上的指针所指的刻度就是反射角。如果此时微安表的指示太大或太小,可调节信号源的衰减器,使微安表的指示有一适当值。做此项实验时,入射角最好取300至650之间,因为入射角太大接收喇叭天线有可能直接接收到入射波。按下表所示入射角,分别测出它们所对应的反射角。 注意:实验时应注意周围环境对测试结果的影响;实验装置附近不可有运动物体,甚至测量者头部的移动都有可能影响测量结果,所以测量者应坐在接收天线后面读数。
电磁波与现代通信教案 第十七章电磁波与现代通信 第二节电磁波及其传播 [设计意图] 本节由波的基本特征了解电磁波和电磁波谱三部份组成，内容抽象性较强，学生在这方面的知识相对欠缺。不易理解。故开始用一些有形的机械波引导学生认识波的基本特征，在此基础上，归纳出波的特征物理量。建立频率与周期的关系，得出波长、频率与波速的关系式。 了解电磁波分二个部分：验证电磁波的存在和探究电磁波的特性。以开展学生活动为主。让学生在实验中获取知识。电磁波谱的教学从阅读图表入手，重点了解各波段电磁波的应用，使学生体会科学为人类生活服务。 [教学目标] 1.知识与技能： ⑴认识波的基本特征，知道波能够传播周期性变化的运动形态、能量、以及信息。 ⑵了解振动的振幅、周期与频率，波长与波速的物理意义，知道它们是描述波的性质的物理量，知道波长，频率与波速的关系。
⑶了解电磁波的意义，体验电磁波的存在。了解电磁波可以在真空中传播的特性，知道电磁波在真空中传播的速度。了页 1 第 解电磁屏蔽。 ⑷知道电磁波谱，了解电磁波的应用及其对人类生活和社会生活发展的影响。 2.过程与方法： ⑴实验观察。在观察演示实验的现象的基础上，归纳出波的基本特征;了解电磁波的存在;电磁屏蔽等现象。 ⑵阅读(或陈述)了解。对波的周期、频率，电磁波的意义及电磁波谱等物理知识采用阅读的方法获取。 ⑶图像意义分析。在学习波的特征的知识时，从对波形图的分析上入手，建立起振幅、波长等概念。 点这里下载word版： 电磁波及其传播.doc 3.情感、态度、价值观： 引发学生对波动现象的好奇心。引导和培养学生仔细观察实验现象并尝试归纳现象的学习习惯，激发学生勇于探索的积极性。 在学习麦克斯韦、赫兹对电磁波研究的贡献中，体会理论研究和实验探索对物理学发展的重要性。 对科学技术是一把双刃剑，电磁波在被广泛应用，对人类作
频谱特性测量演示实验 1.ESPI 测试接收机所测频率范围为: 9KHz—3GHz 2.ESPI 测试接收机的RF输入端口 最大射频信号: +30dbm，最大直流:50v 3.是否直观的观测到电磁波的存在？（回答是/否） 否 4.演示实验可以测到的空间信号有哪些，频段分别为: 广播：531K~1602KHz GSM900：上行：890~915 MHz 下行：935~960 MHz GSM1800：上行：1710~1755 MHz 下行：1805~1850 MHz WCDMA：上行：1920～1980MHz 下行：2110～2170MHz CDMA2000：上行：1920～1980MHz 下行：2110～2170MHz TD-SCDMA：2010～2025MHz 5.课堂演示的模拟电视和数字电视频谱图：如何判断是模拟还是数字电视？ 模拟信号以残留边带调幅方式频分复用传输,有明确的载波频率,不同频道的图像有不同的载波频率。模拟信号频谱为:每8MHz带宽即一个频道内,能量集中分布在图像载频上,在该载频附近有一个跳动的峰,为彩色副载波所在,再远一点(在8MHz内)还有一个峰,为伴音副载波的峰。 数字信号：一个数字频道的已调信号像一个抬高了的噪声平台, 均匀地平铺于整个带宽之内, 它的能量是均匀分布在整个限定带宽内的。 6.课堂演示GSM900上下行频谱图，CDMA下行频谱图，3G下行频谱图： GSM900上行：
GSM900下行：
CDMA下行： 3G下行：
7.该频谱仪能检测的频谱范围，是否能观察到WIFI、电磁炉、蓝牙等频谱？（请 分别说明，并指出其频率） 可以 该频谱仪能检测的频谱范围为9KHz—3GHz 所以，能够观察到：WIFI：2.4G 电磁炉：20KHz—30KHz 蓝牙：2.4G 网络参量测量演示实验 1矢量网络分析仪所测频段：300KHz—3GHz 2端口最大射频信号: 10DBM 3矢量网络分析仪为何要校准： 首先，仪器的硬件电路需要校正，即消除仪器分析的系统误差；其次，分析仪的测量精度很大程度上受分析仪外部附件的影响，测试的组成部分如连接电缆和适配器幅度和相位的变化会掩盖被测件的真实响应，必须通过用户校准去除这些附件的影响。 4默认校准和用户校准的区别： 默认校准通过网络分析仪的套包的一系列校准标准来完成，对系统误差进行校准；用户校准时校准标准由用户制定，由用户定义的标准来完成，用于对参考面等进行精确校准。 5使用矢量网络分析仪的注意事项： 1、检查电源： 分析仪加电前，必须确认供电电源插座的保护地线已经可靠接地； 2、供电电源要求： 为防止或减少由于多台设备通过电源产生的相互干扰，特别是大功率设备产生的尖峰脉冲干扰可能造成分析仪硬件的毁坏，最好用220V交流稳压电源为分析仪供电； 3、电源线的选择： 使用随机携带的电源线，更换电源线时，最好使用同类型的电源线；
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学效应达到调整人体生理活动、实现身体保健和治疗疾病的目的。确切地说，磁疗是一种物理能量疗法。由于磁疗安全、方便、简捷、省时、无毒副作用、疗效肯定受到人们的认可和喜爱，被世界卫生组织推荐为最有前途的绿色疗法。从严格意义上说，磁疗还未真正地走进现代生命科学的殿堂，尚处于研究、探索、试用阶段，属于生命科学中一门崭新的边缘学科。本文所述的磁生物与生物电磁生理学效应是对近十年来人们使用磁性保健产品临床效果的总结和理性思考，也是第一次提出“磁生物与生物电磁生理学效应”这一概念，有关人体这一弱电磁生物体与磁场相互作用的具体细节及其量化表述有待进一步实验结果的充实。 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生物电磁
第十七章电磁波与现代通信知识归纳 1．信息：各种事物发出的有意义的消息。 人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革是：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用； ⑤计算机技术的应用。（要求会正确排序） 2．早期的信息传播工具：烽火台，驿马，电报机，电话等。 3．人类储存信息的工具有：①牛骨﹑竹简、木牍，②书，③磁盘﹑光盘。 4．所有的波都在传播周期性的运动形态。例如：水和橡皮绳传播的是凸凹相间的运动形态，而弹簧和声波传播的是疏密相间的运动形态。 5．机械波是振动形式在介质中的传播，它不仅传播了振动的形式，更主要是传播了振动的能量。当信息加载到波上后，就可以传播出去。 6．有关描述波的性质的物理量：①振幅A：波源偏离平衡位置的最大距离，单位是m.②周期T：波源振动一次所需要的时间，单位是s.③频率f：波源每秒类振动的次数，单位是Hz.④波长λ：波在一个周期类传播的距离，单位是m. 7．波的传播速度v与波长、频率的关系是：λ. v=——=λf T 8．电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不需要介质。 9．电磁波谱（按波长由小到大或频率由高到低排列）：γ射线、X射线、紫外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、红外线﹑微波﹑无线电波。（要了解它们各自应用）。 10．人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化：①传播的信息形式从文字→声音→图像；②传播的信息量由小到大；③传播的距离由近到远④传播的速度由慢到快。 11．现代“信息高速公路”的两大支柱是：卫星通信和光纤通信，其中光纤通信优点是：容量大、不受外界电磁场干扰、不怕潮湿、不怕腐蚀，互联网是信息高速公路的主干线，互联网用途有：①发送电子邮件；②召开视频会议；③网上发布新闻；④进行远程登陆，实现资源共享等。 12．电视广播、移动通信是利用微波传递信号的。 第十八章能源与可持续发展知识归纳 1. 人类开发利用能源的历史：火→化石能源→电能→核能。 2．能源的种类很多，从不同角度可以分为：一次能源和二次能源；可再生能源和不可再生能源；常规能源（传统能源）和新能源；清洁能源和非清洁能源等。