德布罗意与物质波理论
A．电磁场理论B基本概念 1．什么是等值面？什么是矢量线？ 等值面——所有具有相同数值的点组成的面 ★空间中所有的点均有等值面通过； ★所有的等值面均互不相交； ★同一个常数值可以有多个互不相交的等值面。 矢量线（通量线）---- 一系列有方向的曲线。 线上每一点的切线方向代表该点矢量场方向， 而横向的矢量线密度代表该点矢量场大小。 例如，电场中的电力线、磁场中的磁力线。 2．什么是右手法则或右手螺旋法则？本课程中的应用有哪些？（图） 右手定则是指当食指指向矢量A的方向，中指指向矢量B的方向，则大拇指的指向就是矢量积C=A*B的方向。 右手法则又叫右手螺旋法则，即矢量积C=A*B的方向就是在右手螺旋从矢量A转到矢量B的前进方向。 本课程中的应用： ★无限长直的恒定线电流的方向与其所产生的磁场的方向。 ★平面电磁波的电场方向、磁场方向和传播方向。 3．什么是电偶极子？电偶极矩矢量是如何定义的？电偶极子的电磁场分布是怎样的？ 电偶极子——电介质中的分子在电场的作用下所形成的一对等值异号的点电荷。 电偶极矩矢量——大小等于点电荷的电量和间距的乘积，方向由负电荷指向正电荷。
4.麦克斯韦积分和微分方程组的瞬时形式和复数形式； 积分形式： 微分方式： （1）安培环路定律 （2）电磁感应定律 （3）磁通连续性定律 （4）高斯定律 5.结构方程
6.什么是电磁场边界条件？它们是如何得到的？（图） 边界条件——由麦克斯韦方程组的积分形式出发，得到的到场量在不同媒质交界面上应满足的关系式（近似式）。 边界条件是在无限大平面的情况得到的，但是它们适用于曲率半径足够大的光滑曲面。 7.不同媒质分界面上以及理想导体表面上电磁场边界条件及其物理意义； （1）导电媒质分界面的边界条件 ★ 导电媒质分界面上不存在传导面电流，但可以有面电荷。 在不同媒质分界面上，电场强度的切向分量、磁场强度的切向分量和磁感应强度的法向分量永远是连续的 （2）理想导体表面的边界条件 ★ 理想导体内部，时变电磁场处处为零。导体表面可以存在时变的面电流和面电荷。
升拓无损检测技术—冲击弹性波 （四川升拓检测技术有限责任公司，四川成都610045） 摘要：冲击弹性波则是用锤或其他激振装置与测试对象冲击产生，是弹性波的一种。因为其具有激振能量大、操作简单、便于频谱分析等特点，是一种非常适合无损检测的媒介。 关键词：无损检测技术，冲击弹性波，波的分类，反射特性，升拓无损检测 无损检测运用广范，在国内许多行业和部门，例如机械、粉末冶金、建筑、公路、铁道、隧道、桥梁、石油天然气、石化、化工、航空航天、船舶、电力、核工业、兵器、煤炭、有色金属、医疗机构、核工业、海关等领域均有运用。四川升拓检测技术有限责任公司的无损检测技术主要致力于工程质量、结构安全和广域防灾减灾等方面的设备、系统的开发和销售。以振动、波动、声响、冲击等作为测试和监测媒介。 无损检测技术，又称非破坏检查技术，在不破坏物质原有状态及化学性质的前提下，利用物质中因有缺陷或组织结构上的差异存在而使其物理性质的物理量发生变化的现象，以不使检查物使用性能和形态受到操作为前提，通过一定的检测手段来测试、显示和评估这些变化，从而了解从而了解和评价材料、产品、设备构件等被测物的性质、状态或内部结构等所采用的检查方法。 无损检测技术是第二次世界大战后迅速发展起来的一门新兴的工程科学，它最突出的特点是“无损伤”。其发展过程经历了三个阶段：无损探伤阶段、无损检测阶段和无损评价阶段。首先，无损探伤阶段主要是探测和发现缺陷；其次，无损检测阶段不仅仅是探测缺陷，还包括探测试件的一些其他信息，例如、材质、结构、性质、状态等，并试图通过测试，掌握更多的信息；再次，无损评价阶段不仅要求发现缺陷，探测试件的材质、结构、性质、状态，还要求获取更全面，更准确的综合的信息，例如缺陷（裂缝、剥离、内部空洞、蜂窝等）、几何尺寸（厚度、埋深）、位置、取向、内含物、残余应力等，结合成像技术、自动化技术、计算机数据分析和处理等技术，材料力学、断裂力学等知识综合应用，对试件或产品的质量和性能给出全面、准确的评价。无损检测技术常用的方法有冲击弹性波检测（包含超声波检测和声波检测）、射线检测，超声波检测，磁粉检测，渗透检测、涡流检测、声发射检测等方法。进入21世纪以后，为满足生产的需求，并伴随着现代科学技术的发展，特别是计算机技术、数字化与图像识别技术、人工神经网络技术和机电一体化技术的快速发展，无损检测的方法和种类日益繁多，除了上面提到的几种方法外，射线、激光、红外、微波、液晶、等技术都被应用于无损检测。
冲击波疗法 冲击波（Shock Wave）是利用能量转换和传递原理，造成不同密度组织之间产生能量梯度差及扭拉力，并形成空化效应，产生生物学效应。冲击波分为机械波和电磁波，作用于局部组织而达到治疗效应。它在穿越人体组织时，其能量不易被浅表组织吸收，可直接到达人体组织的深部[1]。 体外冲击波（extracorporeal shock wave,ESW）是一种兼具声、光、力学特性 的机械波，它的特性在于能在极短的时间（约10 ns）内达到500 bar（1 bar=10 5 Pa）的高峰压，周期短（10 口s）、频谱广（16Hz?2X 108H Z）[2]。 自从1979年德国Dornier公司研制成功第一台Dornier HMI型体外冲击波碎石机，并于1980年2 月7 日成功用于肾结石患者治疗以来，人们对冲击波的认识越来越深刻，同时冲击波的应用也越来越广泛。人们对冲击波的物理学特性及其对组织产生的影响进行了广泛而深入的研究；开始试图用高能冲击波来治疗肿瘤，并在体外实验中取得一定的疗效。 此外，目前西欧各国已经将体外冲击波疗法（Extracorporeal Shock Wave Therapy , ESWT应用于10余种骨科疾病，ESW1已经成为治疗特定运动系统疾病的新疗法。近年来，国内也在陆续开展此疗法。 一、冲击波的物理基础 冲击波的压力波形包括一个在冲击波前沿迅速升压随后逐渐衰减的压力相（正相），和一个持续时间较长的张力相（负相）。通过对冲击波压力分布的测量， 可以引出以下几个临床上常用的概念和治疗参数[1,3]：（1）焦点、焦斑和焦区：焦点 是指散射的冲击波经聚焦后产生的最高压力点，焦斑是指冲击波焦点处的横截面，
1 电磁波基础知识 1.1电磁场基本定义 交变电磁场的性质 在某空间内，任何电荷由于它本身的存在，受有一种与电荷成比例的力，则这空间内所存在的物质，也就是给电荷以作用力的物质称为电场。如果电场的存在是由于电荷的存在，则这种电场是符合库仑定律的，称为库仑电场。静止电荷周围所存在的电场，则称为静电场，它是库仑电场的一种特殊情形。运动电荷受到作用力的空间称为有磁场存在的空间。而且将这种了称为磁力。 此外，一个变动的磁场产生一个电场，此电场不但存在于变动磁场的范围里，并且还存在于邻近的范围里。同样，一个变动的电场在发生变动的范围和变动附近的范围里产生一磁场。 可见，不仅电荷可以产生电场，变化的磁场也能产生电场，不仅传导电流可以产生磁场，变化的电场（位移电流）也能产生磁场。 电磁波的性质 在空间的一定范围里无论是电或磁的情况有了一个扰动，那么这个扰动就不能被限制在该范围之内。在该范围里变动的场也在它附近的范围里产生场，这些场又在更外围的空间产生场，于是能量便被传播开来。当这种现象连续进行时，即有一含有电磁能量的波向外传播电磁波。 电磁发射：从源向外发射电磁能的现象。 电磁环境：存在于给定场所（空间）的所有电磁现象（包括全部时间和全部频谱）的总和。 电磁兼容：设备或系统在其中电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事务构成不能承受的电磁骚扰的能力。 电磁干扰：电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。 近场和远场： 我们知道，静电场、静磁场等静态场中是没有近场和远场之分，有场源就有场。静电荷周围的静电场，是随着与场源距离的增大而成平方反比的关系衰减的；而恒定电流产生的静磁场，则随着与场源距离的增大而成立方反比的关系衰减。当电磁场由静态场过渡到时变场时，电荷、电流周围依然存在电磁场，称为感应场或近场；此外，还出现一种新的电磁场成分，称为辐射场或远场，它是脱离电荷、电流并以电磁波的形式向外传播的电磁场。它一旦从电荷、电流等场源辐射出去，就按自身的规律运动，与场源后来的状态没有关系。感应场或近场是随着与场源距离的增大而成平方反比关系衰减的，而辐射场或远场仅与距离成反比关系衰减。 由于近场离场源较近，其场强要比远场大得多。随着离天线距离的增加，电场强度和磁场强度迅速减少。所以，近场的空间不均匀度较大，是一个复杂的非均匀场。场中包括储存的能量和辐射的能量，有驻波也有行波，等相位面很不规则，电磁波极化不易确定，场强变化梯度大等。 无论场源是电场源还是磁场源，当离场源距离大于λ/2π以后就变成了远场，这里λ为波长。这时电场和磁场方向垂直并且都和传播方向垂直成为平面电磁波。电场和磁场的比值为固定值，即波阻抗为120π，等于377欧姆。 由于远场距离场源远，场强一般较弱。由于电场和磁场随场源的距离成反比衰减，所以比近场的衰减慢的多，因此空间变化梯度小，比较均匀。 总之，近场的电场和磁场之间存在π/2的相位差，由它们构成的平均坡印亭矢量为零，大部分能量在电场和磁场之间，以及场和源之间交换而不辐射，很小一部分能量向外辐射，并在λ/2π距离以
体外冲击波疗法治疗原理、适应症及禁忌症 治疗原理：冲击波是利用高压导致水份爆炸而产生的声波能量，这些声波由反射器反射后集中成高能量的冲击波。冲击波的能量是超音波的一千倍左右，在人体造成物理冲击，刺激生长激素释放，导致微血管新生，达到组织再生以及修复的功能冲击波可促进组织代谢、循环；冲击波内的有止痛与组织修复功能，对肌健筋膜病变的慢性疼痛及骨折未愈合有惊人的疗效。 适应症：骨科和软组织疾病，包括肩周炎、肩峰下滑囊炎、肱二头肌长头腱炎、钙化性岗上肌腱炎、网球肘（肱骨外上髁炎）、肱骨内上髁炎，髋部及膝部慢性损伤性疾病，如弹响髋、跳跃膝（胫骨结节骨骺骨软骨炎）等，足跟痛及足底跖筋膜炎等；骨坏死性疾病（月骨坏死、距骨坏死、舟状骨坏死）等。 禁忌症：(1)全身因素：装有心脏起博器患者，出血性疾病、肿瘤患者，血栓形成患者，骨未成熟痛者，妊娠者。(2)局部因素：治疗部位各种感染及皮肢破溃、急性肌腱及筋膜炎症和关节积液；冲击波焦点勿用于脊髓组织、大血管及神经走行部位，冲击波勿用于骨感染者和骨缺损大于1cm者。
经颅磁刺激技术适应症 经颅磁刺激技术（Transcranial Magnetic StimulationTMS）是一种无痛、无创的绿色治疗方法，磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激到大脑神经，实际应用中并不局限于头脑的刺激，外周神经肌肉同样可以刺激，因此现在都叫它为“磁刺激”。 适应症：缺血性脑血管病：脑血栓形成和梗塞、脑供血不足、脑萎缩、脑动脉硬化、腔隙性梗塞、脑椎底供血不足；脑脊髓损伤性疾病：颅脑损伤、中毒性损伤、脊髓损伤、小儿脑瘫；脑功能性疾病：帕金森症、抑郁症、老年痴呆、精神障碍、神经衰弱、失眠、眩晕、神经性头痛、焦虑症、强迫症、恐惧症等。
第一章 一、矢量代数 A ?B =AB cos θ A B ?= AB e AB sin θ A ?(B ?C ) = B ?(C ?A ) = C ?(A ?B ) ()()()C A C C A B C B A ?-?=?? 二、三种正交坐标系 1. 直角坐标系 矢量线元x y z =++l e e e d x y z 矢量面元=++S e e e x y z d dxdy dzdx dxdy 体积元d V = dx dy dz 单位矢量的关系?=e e e x y z ?=e e e y z x ?=e e e z x y 2. 圆柱形坐标系 矢量线元=++l e e e z d d d dz ρ?ρρ?l 矢量面元=+e e z dS d dz d d ρρ?ρρ? 体积元dz d d dV ?ρρ= 单位矢量的关系?=??=e e e e e =e e e e z z z ρ??ρ ρ? 3. 球坐标系 矢量线元d l = e r d r + e θ r d θ + e ? r sin θ d ? 矢量面元d S = e r r 2sin θ d θ d ? 体积元 ?θθd d r r dV sin 2= 单位矢量的关系?=??=e e e e e =e e e e r r r θ? θ??θ 三、矢量场的散度和旋度 1. 通量与散度 =?? A S S d Φ 0 lim ?→?=??=??A S A A S v d div v 2. 环流量与旋度 =??A l l d Γ max n rot =lim ?→???A l A e l S d S 3. 计算公式 ????= ++????A y x z A A A x y z 11()z A A A z ?ρρρρρ?????= ++????A 22111()(s i n )s i n s i n ????= ++????A r A r A A r r r r ? θ θθθθ? x y z ? ????= ???e e e A x y z x y z A A A 1z z z A A A ρ?ρ?ρρ?ρ? ?? ??= ???e e e A
体外冲击波治疗仪 XY-K-MEDICAL-300 一、产品的适用范围（适应症）、禁忌症 适应症：软组织疼痛类疾病、骨科类疾病、其他疾病 软组织疼痛类疾病包括:肩周炎、跟腱炎、颈椎病、足底筋膜炎、下腰痛、网球肘；骨科类疾病：骨不连、假关节、早中期的股骨头坏死；其他类疾病：肌痉挛、烧伤整形、阳痿治疗、心血管疾病、伤口愈合。禁忌症：抗凝血障碍的患者（或使用了抗凝血剂的患者）、肿瘤患者、糖尿病患者、血栓症患者或有血栓倾向的患者、治疗区急性化脓的患者、孕妇、14岁以下的儿童、使用了可的松等消炎物质的患者。二、优势 是慢性和疑难骨骼肌肉疾病的最佳治疗方案 治愈率是80% 治疗时间短：最长需要10分钟 平均需要6至8个疗程 可以替代手术治疗 可移动性 小巧和轻便的设备：易于安装 内置空气压缩机：不用保养 触摸屏操作 智能化操作系统
三、原理： 1.气动弹道式冲击波治疗仪的工作原理：气动弹道式体外治疗仪是压缩机产生的气动脉冲声波转化成精准的弹道式冲击波，通过物理介质传导（如空气、液体等）作用于人体，产生生物学效应，是能量的突然释放而产生的高能量压力波，具有压力瞬间增高和高速传导特性。 2．气动弹道式冲击波治疗仪的治疗原理：利用压缩气体产生能量，驱动手柄内的子弹体，使子弹体以脉冲方式冲击治疗部位。冲击波经过皮肤、脂肪、肌肉等软组织后作用于损伤区，由于所接触的介质不同，在不同组织的交界处可以产生不同的机械应力作用，表现为对细胞产生拉应力、压应力和剪切应力，在含有气泡的组织中还会产生空化效应。骨组织在交变应力作用下出现显微裂纹，而这是诱导骨重建的主要原因，而拉应力和空化效应可以松解黏连的组织，促进血液循环，修复组织，达到治疗的目的。 四、产品的注意事项 不要空打；谨记禁忌症和部位；定期保养：每天擦拭传导子，定期检
科普】电磁波的基础知识 ，radar ）是指“发射电雷达（radio diction and ranging 磁波信号并接收在其作用范围内的被观测 物体（目标）的回 波的装置”。电磁波能量从雷达硬件输出到天线，再从天线辐
射出去，而后从一个或多个物体返回的回波通过先前辐射能量的天线接收，最后传输回雷达的硬件设备。在雷达术语中最为关键的一词为——电磁波。那么，电磁波是什么呢？早在1865 年James Clerk Maxwell 提出了电磁基本方程（麦克斯韦方程）预测了电磁波的存在，并指出电磁波是由波动的电场和磁场构成，传播速度可通过自由空间的基本电磁属性来计算。我们常见的可见光就是电磁波的一种，其波长范围为380-780nm 。通常情况下温度高于绝对零度的物质或粒子都有电磁辐射，温度越高辐射量越大，但大多不能被肉眼观察到。 后来，Hertiz 证明了不可见的电磁波的存在，我们称之为无 线电波。现在，我们知道了电磁波有一个连续的波谱，包括通常“雷达”术语是指利用无线电波的系统。电磁场包含电场与磁场两个方面，分别用电场强度E 或电位移D 及磁通密度 无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、Y射线。 B （或磁场强度H）表示其特性；E和H在空间上都是正弦 变化的。在相位上，电场和磁场相互垂直，并且都垂直于传 播方向。每秒通过某特定位置的波峰的个数成为频率（f）， 可用每秒的周期数来量度（赫兹Hz）。在雷达系统中，频率通常指载波的频率。两个相邻波峰之间的距离成为波长 波长与频率的关系：入=c/f=2 n /入=2n f/c。瞬时的能量通量密 度（w/m2 ）为|S|=E X H,S为波印亭矢量。我们常说的真空 中的光速，也就是电磁波的真空速度c=299792458m/s ，利用光速人们定义了米这个长度单位。光速的近似值为 3T0A8m/s，除少数特殊情况外，工程上一般使用近似值。 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
电磁场与电磁波总结 第一章 一、矢量代数 A ?B =AB cos θ A B ?=AB e AB sin θ A ?(B ?C ) = B ?(C ?A ) = C ?(A ?B ) ()()()C A C C A B C B A ?-?=?? 二、三种正交坐标系 1. 直角坐标系 矢量线元x y z =++l e e e d x y z 矢量面元=++S e e e x y z d dxdy dzdx dxdy 体积元d V = dx dy dz 单位矢量的关系?=e e e x y z ?=e e e y z x ?=e e e z x y 2. 圆柱形坐标系 矢量线元=++l e e e z d d d dz ρ?ρρ?l 矢量面元=+e e z dS d dz d d ρρ?ρρ? 体积元dz d d dV ?ρρ= 单位矢量的关系?=??=e e e e e =e e e e z z z ρ??ρ ρ? 3. 球坐标系 矢量线元d l = e r d r e θr d θ + e ?r sin θ d ? 矢量面元d S = e r r 2sin θ d θ d ? 体积元?θθd drd r dV sin 2= 单位矢量的关系?=??=e e e e e =e e e e r r r θ? θ??θ 三、矢量场的散度和旋度 1. 通量与散度 =?? A S S d Φ 0 lim ?→?=??=??A S A A S v d div v 2. 环流量与旋度 = ?? A l l d Γ max n 0 rot =lim ?→???A l A e l S d S 3. 计算公式 ????= ++????A y x z A A A x y z 11()z A A A z ?ρρρρρ?????=++????A 22111()(sin )sin sin ????=++????A r A r A A r r r r ? θθθθθ? x y z ? ????= ???e e e A x y z x y z A A A 1z z z A A A ρ? ρ?ρρ ?ρ?????=???e e e A 21s i n s i n r r z r r A r A r A ρ?θθθ?θ??? ??=???e e e A 4. 矢量场的高斯定理与斯托克斯定理 ?=??? ?A S A S V d dV ?=?????A l A S l S d d 四、标量场的梯度 1. 方向导数与梯度 00()()lim ?→-?=??l P u M u M u l l cos cos cos ????= ++????P u u u u l x y z αβγ cos ??=?e l u u θ grad ????= =+????e e e +e n x y z u u u u u n x y z 2. 计算公式 ????=++???e e e x y z u u u u x y z 1????=++???e e e z u u u u z ρ?ρρ? 11sin ????=++???e e e r u u u u r r r z θ? θθ 五、无散场与无旋场
电磁场与电磁波课程知识点总结与主要公式 1 麦克斯韦方程组的理解和掌握 （1）麦克斯韦方程组 ??????=?=??=?=?????-=???- =?????+=???+ =??s s l s l s s d B B Q s d D D s d t B l d E t B E s d t D J l d H t D J H 0 )( ρ 本构关系： E J H B E D σμε=== （2）静态场时的麦克斯韦方程组（场与时间t 无关） ????=?=??=?=??=?=??=?=??s s l l s d B B Q s d D D l d E E I l d H J H 0 000 ρ 2 边界条件 （1）一般情况的边界条件 n n n sT t t s n s n n s n t t n B B B B a J H H J H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210 )())(0 )==-?=-=-?=-=-?==-? （（ρρ （2）介质界面边界条件（ρs = 0 J s = 0） n n n t t n n n n t t n B B B B a H H H H a D D D D a E E E E a 21212121212121210 )(0 )0 )(0 )==-?==-?==-?==-? （（
（1）基本方程 00 2 2 =?==?- =?=?=??=?=??? ??A A p s l l d E Q s d D D l d E E ???ε ρ ?ρ 本构关系： E D ε= （2）解题思路 ● 对称问题（球对称、轴对称、面对称）使用高斯定理或解电位方程（注 意边界条件的使用）。 ● 假设电荷Q ——> 计算电场强度E ——> 计算电位φ ——> 计算能 量ωe =εE 2/2或者电容（C=Q/φ）。 （3）典型问题 ● 导体球（包括实心球、空心球、多层介质）的电场、电位计算； ● 长直导体柱的电场、电位计算； ● 平行导体板（包括双导体板、单导体板）的电场、电位计算； ● 电荷导线环的电场、电位计算； ● 电容和能量的计算。 例 ： ρ s 球对称 轴对称 面对称
《地震波理论》复习内容 一、弹性理论基础 1. 柯西公式的意义； 因此弹性体内一点的应力状态可以完全由作用于垂直坐标轴方向的三个截面上的应力向量或其分量所确定。 2. 应力与应变的关系； （为单位函数） 3. 杨氏模量E（纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E, 也叫杨氏模量） 泊松比ν（横向应变与纵向应变之比值称为泊松比，也叫横向变性系数,它是反映材料横向变形的弹性常数）； 4. 拉梅常数λ、μ； 为引入均匀各向同性介质中应力与应变关系，引入λ、μ，μ表示剪切模量。 5. 运动的应力方程和位移方程； 运动应力方程：
运动位移方程： 6. 介质受应力作用产生位移由哪几部分组成； 由式上式可以看出处于应力应变状态下的物体其质点位移由三部分组成: ①平动: u，v，w，这是和参考点M一起作同样的运动，它不使物体形 状改变; ②弹性应变: eij，i,j=x,y,z 这是一种使物体形状和体积发生改变的 运动，称为弹性应变.应变有九个分量，考虑到它的对称性，只有其中六个分量独立的。exx，eyy，ezz称为正应变，exy，eyz，ezx称为切应变; ③旋转: ωx，ωy，ωz这是质点围绕参考点M的旋转运动，不使物体形 状和体积发生改变，不属弹性应变范畴. 7. 导出拉梅方程的前提条件； 在对空间求导时，只有λ、μ不随空间变化，即在均匀介质中才能导出拉梅方程。 8. 能流密度。 表示在单位时间内通过与它垂直的单位截面积的机械能。 二、弹性动力学中的基本波 1. 由拉梅方程导出纵波、横波方程；
拉梅方程 对上式进行散度运算，得到： 对上式进行旋度运算，得到： 2. 平面波、不均匀平面波； 平面波：等相位为平面，且与波的传播方向垂直的波动。 不均匀平面波：平面波传播的方向余弦为l 、m 、n 是复数，这样的波为 不均匀平面波。 3. 在什么情况下才能称为平面波； 离震源较远时可以将在局部等相位内，将点震源产生的球面波看成一个 平面。 4. 沿着x 方向传播的平面波的表示方法； 5. xoz 平面内的波剖面（图2-3）；P 39 若该方程波函数为： ，则波剖面如下图所示 1(,,)()lx nz C f x z t f t + =-''''exp()(,,)exp()exp()Ksh z Kc f x z t A j x j t h ωθθ=--12(x,)()()x x C C f t f t f t =-+ +''' j θθθ=+
冲击波疗法 令狐采学 冲击波（Shock Wave）是利用能量转换和传递原理，造成不同密度组织之间产生能量梯度差及扭拉力，并形成空化效应，产生生物学效应。冲击波分为机械波和电磁波，作用于局部组织而达到治疗效应。它在穿越人体组织时，其能量不易被浅表组织吸收，可直接到达人体组织的深部[1]。 体外冲击波(extracorporeal shock wave,ESW)是一种兼具声、光、力学特性的机械波，它的特性在于能在极短的时间(约10 ns)内达到500 bar(1 bar=105 Pa)的高峰压，周期短(10μs)、频谱广(16Hz～2×108Hz)[2]。 自从1979年德国Dornier公司研制成功第一台Dornier HMI 型体外冲击波碎石机，并于1980年2月7日成功用于肾结石患者治疗以来，人们对冲击波的认识越来越深刻，同时冲击波的应用也越来越广泛。人们对冲击波的物理学特性及其对组织产生的影响进行了广泛而深入的研究；开始试图用高能冲击波来治疗肿瘤，并在体外实验中取得一定的疗效。 此外，目前西欧各国已经将体外冲击波疗法（Extracorporeal Shock Wave Therapy，ESWT）应用于10余种骨科疾病，ESWT 已经成为治疗特定运动系统疾病的新疗法。近年来，国内也在陆续开展此疗法。 一、冲击波的物理基础
冲击波的压力波形包括一个在冲击波前沿迅速升压随后逐渐衰减的压力相(正相)，和一个持续时间较长的张力相(负相)。通过对冲击波压力分布的测量，可以引出以下几个临床上常用的概念和治疗参数[1,3]：(1)焦点、焦斑和焦区：焦点是指散射的冲击波经聚焦后产生的最高压力点，焦斑是指冲击波焦点处的横截面，焦区是指冲击波的正相压力≥50％峰值压力的区域； (2)压力场；(3)冲击波能量；(4)能流密度：表示垂直于冲击波传播方向的单位面积内通过的冲击波能量，一般用mJ/mm2表示； (5)有效焦区能量：是指流经焦点处垂直于z轴的圆面积内的能量，即作用平面。我们临床上最常用的是能流密度。典型的冲击波波形见图1。 图1 典型的冲击波波形 二、冲击波的作用原理 冲击波是压力急剧变化的产物。在短短的几纳秒内产生很高的压力，这是冲击波所独有的特性。冲击波具有很强的张应力和压应力，能够穿透任何弹性介质，如水、空气和软组织[4]。ESWT主要是利用中、低能量的冲击波产生的生物学效应来治疗疾病，其生物学效应取决于冲击波的能级和能流密度。 1．组织破坏机制：冲击波具有压力相和张力相。在压力相产生挤压作用，而在张力相则为拉伸作用。冲击波本身产生的破坏性力学效应是直接作用，在冲击波的张力相时，由张力波产生的空化效应是组织破坏的间接作用。正是这两种作用，可以使冲击波治疗骨性疾病和软组织钙化性疾病[1]。
电磁波、能源知识梳理 1、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 C、频率越高的电磁波，波长越短 D、频率越高的电磁波，波长越长 ２、能源问题，是二十一世纪人类社会发展所面临的主要问题之一。我国实施的西部大开发 战略，是一个既能推动西部经济文化发展，又能在很大程度上解决东部能源资源相对短缺的 双赢战略。就开发和利用能源方面来说，目前已基本完成的两大标志性工程分别是： 工程和工程。 ３、“信息高速公路”实际上是指单位时间内传输的信息量很大的通信方式。当前被称为“信 息高速公路”的通信，实际上是指通信，这种通信方式的通信信号是在 中传输的。 4、有一台电动抽水机，正常工作时，电动机运转将电能转化为机械能的效率是85％，水泵 正常工作时的总效率是。 5、放射性物质会自发地放射出三种射线：β射线（电子流）、 α射线（两个质子和两个中子组成的氦原子核流）、γ射线 （中子流）。正常情况下，这些射线是混杂在一起的。科学家们根据简单的物理知识，将放 射物质（放射源）置于中，从而清楚地观察到了彼此分开的三种射线。 6、有一台水泵的铭牌如附表所示： (1)水泵连续正常工作5h，所做的有用功为； (2)此水泵的总功率是kW; (3)若水泵的动力由一台柴油机提供，并设柴油完全燃烧所放出的内能有40%转化为水泵轴 的机械能，则每小时要消耗kg柴油.（柴油热值为3╳107J/ kg，g=10N/kg） 7、光（是、不是）电磁波，它在真空中的传播速度为km/s。 8、卫星通信是通过实现的，光纤通信是通过在中实现的。 9、电磁波是在空间传播的变化的。 10、手捂热水袋，手会感到暖和，这是通过的方式改变内能，说明能量是可以的； 两手相互摩擦，手也会暖和，这是通过的方式改变内能，说明能量是可以的。 11、获得核能有两种方式。一种是重核的，使千千万万个铀核在短时间内相继分裂， 放出巨大的能量，这种现象称反应，弹就是根据这个原理制成的，这种过程目
第33卷 第9期 岩 土 工 程 学 报 Vol.33 No.9 2011年9月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Sep. 2011 岩体中弹性波传播尺度效应的初步分析 徐松林1，郑 文1，刘永贵1，席道瑛2，李广场3 (1. 中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室，安徽 合肥 230027；2. 中国科学技术大学地球及空间科学系， 安徽 合肥 230026；3. 浙江华东工程安全技术有限公司，浙江 杭州 310014) 摘要：含缺陷岩体具有尺度效应，此类岩体中传播的弹性波也有尺度效应。对现场测点EC37-201-06，在3.0×3.2 m2的范围内采用动态有限元方法进行了15种尺度的弹性波传播规律的分析研究。对现场测点EC37-101-06，在1.2×1.2 m2的范围内采用准静态有限元方法进行了60种尺度的弹性波波速与围压及计算尺度的关系的计算分析。前者采用了射线理论分析思想，而后者采用等效介质分析思想，得到了相应的弹性波的尺度效应，但二者规律有差异。为建立二者间的联系，也为了工程应用，基于量纲理论分析方法，给出了一个半理论的波速与入射波频率的计算公式。与现场声波和地震波测试结果，以及考虑随机分布单节理散射模型的计算结果进行比较，初步分析结果表明，此公式基本可行。 关键词：岩石动力学；弹性波；尺度效应；节理岩体；量纲分析 中图分类号：TU45 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2011)09–1348–09 作者简介：徐松林(1971–)，男，湖北人，博士，副教授，从事材料冲击作用下响应的研究。E-mail: slxu99@https://www.doczj.com/doc/f218885922.html,。 A preliminary analysis of scale effect of elastic wave propagation in rock mass XU Song-lin1, ZHENG Wen1, LIU Yong-gui1, XI Dao-ying2, LI Guang-chang3 (1. CAS Key Laboratory for Mechanical Behavior and Design of Materials, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China; 2. Department of Earth and Space Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China; 3. Zhejiang East China Engineering Safety Technology Corporation Ltd., Zhejiang 310014, China) Abstract:The propagation rules of elastic wave in rock mass with defects take on scale effect, just like the rock mass. The dynamic finite element method (DFEM) is employed to investigate the propagation rules of elastic waves at site-EC37-201-06. The whole computation area is 3.0×3.2 m2 and 15 kinds of computation scales are applied. A static finite element method (FEM) is used to study the relations of elastic wave velocities to the confined pressure and computation scales at site-EC37-101-06. The whole computation area is 1.2×1.2 m2 and 60 kinds of computation scales are applied. The ray theory is used in the former method, and the effective media theory is used in the later. The scale effect of elastic waves is obtained, but there are differences for the two methods. To establish their relations and provide a simple model for engineering computation, a semi-theoretical phase velocity equation is proposed based on the dimensionless method. Compared with the in-situ sonic velocities, seismic velocities and velocities computed by the theoretical model with randomly distributed joints, the proposed equation can be well used in rock mass. Key words: rock dynamics; elastic wave; scale effect; joint rock; dimensional analysis 0 引 言 作为天然的地质体，原位岩体含有大量的节理、裂隙等缺陷，岩体具有较强的尺度效应。岩石研究一般有4种尺度[1]，即矿物颗粒尺度、岩石尺度、岩体尺度和地质尺度。在工程应用和研究中主要涉及3种尺度：微观(micro-scale)、细观(meso-scale)和宏观尺度(macro-scale)，与上述的前3个尺度相当。不同尺度的作用机制和研究方法不同，如微观尺度研究的是矿物间的相互作用，而宏观尺度研究的是岩体作为等效介质的响应，存在较大的差异，但是不同尺度研究之间的联系尚无定论。本文进行弹性波传播的尺度效应的研究，拟将弹性波的波长作为不同尺度间的联系进行初步探索，另外，也可通过此研究解释现场声波和地震波数据的离散性和差异性。 岩体中弹性波传播的尺度效应研究目前尚不系统。实验研究方面主要关注岩石颗粒、随机分布裂纹等缺陷的影响[2-7]。只有Gettemy等[7]对比分析了San ─────── 基金项目：国家自然科学基金项目（40874093）；中央高校基本科研业务费专项资金项目 收稿日期：2010–06–23
《弹性波理论及其应用》教学大纲 编写人：陆铭慧审核人：卢超 学时：48 学分:3 第一部分大纲说明 1．课程说明：09004 2．课程类型：非学位课 3．课程性质：专业选修课 4．学时/学分：48/3 5．课程目标：通过学习超声的产生、接收和在媒质中的传播规律，超声的各种效应，以及超声在基础研究和国民经济各部门的应用等内容，使学习者对超声的性质有比较清楚的理解，能够处理工业应用中的一般超声问题。 6. 教学方式：课堂讲授、自学与讨论相结合 7. 考核方式：考查 8．预修课程：数学物理方法，弹性力学基础，声学基础，声学检测技术 10、教材及教学参考资料： 参考资料： 1、《超声学》，应崇福主编，北京：科学出版社， 1990年12月出版。 2、《固体中的声场和波》，（美）B.A. 奥尔特，北京：科学出版社，孙承平译，1982年12月出版。 3、《超声手册》，冯若主编，南京：南京大学出版社，1999年10月出版。 4、《压电换能器和换能器阵》，栾桂冬等编著，北京：北京大学出版社，2005年7月出版。 5、《固体中的超声波》，（美）J.L.罗斯，北京:科学出版社，何存富等译。 6、《声波导》，（英）M.R.雷特伍特著，上海：上海科学技术出版社，严仁博译，1965年7月出版。 第二部分教学内容和教学要求 由于固体的特性和声波形式的多样型，使得声波在固体介质中传播具有复杂的特性。在
弹性固体中传播的不仅有纵波，还有横波以及与介质形状有关的导波等。了解和掌握固体中各种波型的激发和传播规律，对无损检测、压电换能器设计、声成像等研究具有指导意义。 第1章引言 教学内容： 1.1 弹性波研究的早期重要工作 1.2 弹性波研究的近、现代发展状况 1.3 超声波及其特点 教学要求： 了解弹性波研究的历史，超声波的特点。 教学建议： 1. 教学重点：超声波的特点。 2．教学方法：讲解与自学结合。 第2章无限大弹性介质中的波 教学内容： 2.1 弹性介质中的应力、应变、弹性常数 2.2 弹性介质中的波动方程及其解－体波 2.3 表面波 2.4 声波的传播特性 2.4 声波的散射 教学要求： 了解和掌握弹性介质中的波动方程及其解、声波在弹性介质中的传播特性、波型转换。教学建议： 1. 重点与难点：平面波动方程及其解。 2. 教学中应注意：体波与表面波的概念。 3．教学方法：讲解与讨论结合。 第3章波导介质中的波 教学内容： 3.1 引言 3.2 固体板中的连续波 3.3 固体板中的脉冲波 3.4 管中的声波 教学要求： 了解导波的产生条件和频散特性。 教学建议： 1. 重点与难点：导波的频散特性、相速度和群速度的概念。 2. 教学中应注意：相速度和群速度的表述。 3．教学方法：讲解与讨论结合。 第4章声波的产生与接收 教学内容： 4.1 产生和接收超声的方法
电磁波 编稿：张金虎审稿：吴嘉峰 【学习目标】 1．知道麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场． 2．知道电磁场在空间传播形成电磁波以及电磁波的基本特点． 3．知道赫兹实验以及它的重大意义． 4．知道什么是LC振荡电路和振荡电流． 5．知道LC回路中振荡电流的产生过程． 6．知道产生电磁振荡过程中，LC回路中能量转换情况，知道阻尼振荡和无阻尼振荡． 7．知道什么是电磁振荡的周期和频率，知道己c回路的周期和频率公式，并能进行简单的计算． 8．知道什么样的电磁振荡电路有利于向外发射电磁波． 9．了解无线电波的发射过程和调制的简单概念，了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理． 10．了解无线电波的波长范围． 11．了解电视、雷达和移动电话的基本原理以及因特． 12．知道电磁波谱以及各组成部分． 13．知道无线电波、红外线、紫外线、可见光、X射线、 射线的主要作用． 14．知道电磁波具有能量，是一种物质． 【要点梳理】 要点一、电磁波的发现【高清课堂：电磁波】 1．麦克斯韦电磁场理论 在19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，建立了完整的电磁场理论，预言电磁波的存在。 （1）变化的磁场产生电场． 如图所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路（导体环）是否存在无关．导体环的作用只是用来显示电场的存在．
要点诠释：在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的． （2）变化的电场产生磁场． 根据麦克斯韦理论，在电容器充放电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场．（如图所示） 2．麦克斯韦电磁场理论的理解 （1）恒定的电场不产生磁场． （2）恒定的磁场不产生电场． （3）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场． （4）均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场． （5）振荡电场产生同频率的振荡磁场． （6）振荡磁场产生同频率的振荡电场． 3．电磁场 如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场…… 变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场．要点诠释：上述分析可看出，有单独存在的静电场，也有单独存在的静磁场，但没有静止的电磁场． 4．电磁波 电磁场由近向远传播，形成电磁波． 电磁波具有以下特点： （1）电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波在与两者均垂直的方向传播．电磁波是横波． （2）相邻两个波峰（或波谷）之间的距离等于电磁波的波长，一个周期的时间，电磁波传播一个波长的距离vf??． （3）电磁波的频率为电磁振荡的频率，由波源决定，与介质无关．在真空中的速度为83.010m/s c??． （4）电磁波与机械波一样，也能产生反射、折射、干涉、衍射等现象，也是传播能量的一种形式． （5）电磁波传播不需要借助介质、在真空中也能传播．