时变电磁场
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简述电磁波与电磁辐射
电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效地传递能量和动量。
而电磁波是怎样产生的呢?电磁波是电磁场的一种运动形态。
电与磁可说是一体两面,变化的电场会产生磁场,变化的磁场则会产生电场。
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,也常称为电波。
电磁辐射可以按照频率分类,从低频率到高频率,包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等等。
人眼可接收到的电磁辐射,波长大约在380至780纳米之间,称为可见光。
只要是本身温度大于绝对零度的物体,都可以发射电磁辐射,而世界上目前并未发现低于或等于绝对零度的物体。
因此,人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐射。
尽管如此,只有处于可见光频域以内的电磁波,才是可以被人们看到的。
电磁波在生活中的应用非常广泛。
简单地讲,无线电波用于通信等;微波用于微波炉、卫星通信等;红外线用于遥控、热成像仪、红外制导导弹等;可见光是所有生物用来观察事物的基础;紫外线用于医用消毒,验证假钞,测量距离,工程上的探伤等;X射线用于CT 照相;伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等。
下面我们重点来看无线电波、电磁波和X射线的应用。
电磁波无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。
在无线电广播中,人们先将声音信号转变为电信号,然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。
而在另一地点,人们利用接收机接收到这些电磁波后,又将其中的电信号还原成声音信号,这就是无线广播的大致过程。
而在电视中,除了要像无线广播中那样处理声音信号外,还要将图象的光信号转变为电信号,然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播,而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号,从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。
无线电广播利用的电磁波的频率很高,范围也非常大,而电视所利用的电磁波的频率则更高,范围也更大。
微波炉的工作原理为微波炉是利用食物在微波场中吸收微波能量而使自身加热的烹饪器具。
在微波炉微波发生器产生的微波在微波炉腔建立起微波电场,并采取一定的措施使这一微波电场在炉腔中尽量均匀分布,将食物放入该微波电场中,由控制中心控制其烹饪时间和微波电场强度,来进行各种各样的烹饪过程。
因此,微波炉由七大部分组成,即磁控管、电源变压器、炉腔、波导、旋转工作台、炉门、时间功率控制器。
磁控管:是微波炉的“心脏”,由它产生和发射微波(直流电能转换成微波震荡输出),它实际上是一个真空管(金属管)。
电源变压器:是给磁控管提供电压的部件。
炉腔:也称谐振腔,它是烹调食物的地方,由涂复非磁性材料的金属板制成。
在炉腔的左侧和顶部均开有通风孔。
经波导管输入炉腔内的微波在腔壁内来回反射,每次传播都穿过和经过食物。
在设计微波炉时,通常使炉腔的边
长为1/2微波导波波长的倍数,这样使食物被加热时,腔内能保持谐振,谐振范围适当变宽。
波导:将磁控管产生的微波功率传输到炉腔,以加热食物。
旋转工作台:旋转工作台安装在炉腔的底部,离炉底有一定的高度,由一只以5-6转/分钟转速的小马达带动。
炉门:炉门的作用是便于取放食物及观察烹调时的情形,炉门又是构成炉腔的前壁,它是整个微波炉防止微波泄露的一道关卡。
时间功率控制器:选择不同的功率对不同食物进行烹调或解冻。
X射线应用于医学诊断,主要依据X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用。
由于X射线穿过人体时,受到不同程度的吸收,如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多,那么通过人体后的X射线量就不一样,这样便携带了人体各部密度分布的信息,在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别,因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。
根据阴影浓淡的对比,结合临床表现、化验结果和病理诊断,即可判断人体某一部分是否正常。
于是,X射线诊断技术便成了世界上最早应用的非刨伤性的内脏检查技术。
电磁波为我们的生活带来无限便利的同时,也会对我们的身体产生一定的危害。
下面我们来了解一下电磁辐射。
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。
电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效
应。
热效应是指人体是一个导体,像所有导体一样,人体受到无线电流和微波辐射后,会产生电流,从而引起人体发热。
一般来说,我们所处的空间中的无线电波和微波是比较弱的,引起的发热非常小,完全可以忽略。
太阳所发出的红外线和可见光是自然界中最强的电磁辐射,也是我们所处的环境中最强的电磁辐射源,红外线和可见光可以在人体的表层引起发热。
非热效应是指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,一旦受到外界某些频率电磁波的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场可能遭到破坏,从而对人体的机能产生影响。
积累效应是指太阳除了向外辐射红外线和可见光外,还会辐射大量的能量较高的紫外线,这些紫外线对人体也是有益的,但过强的紫外线会灼伤皮肤,还有可能诱发皮肤癌。
X射线、伽马射线属于高能电磁辐射,能够直接破坏人体内分子的分子结构,包括蛋白质、DNA 等的结构,从而引起人体发生病变,并且会引起各种癌症。
高能电磁辐射对人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到辐射的话,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。
对于长期接触高能电磁波辐射的群体,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!有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、听力下降、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。
要想降低电磁波的不良影响,就必须养成自我防范的习惯。
在生活细节方面比如说,像电脑用过最好只关荧幕不关机,电脑萤幕改换成液晶荧幕;接听手机时,手机最好不要放在腰间或裤子口袋中,而应该用手持或放置于距离人体五十公分处;购买住宅则在远离变电设备及基地台设置地点。
使用电脑辐射消除器也是非常有效的方法。
电脑辐射消除器通过电源处以电子屏蔽波形整形、震荡干涉、导出及吸收的方法;使电脑及附属设备的交流电,达到接近理想的状态,它能够动态发现并跟踪电脑主板、CPU、硬盘、显示器、键盘、鼠标以及与电脑相连接设备所产生的辐射,通过产品内部的智能芯片模块吸收、转换、消除,有效的从根源上消除了影响我们健康的隐形杀手——电脑辐射。
仪电三班周瑞 65120329 。