电磁波及其经济价值分析

时间:2022-12-30 10:17:27 经济毕业论文 我要投稿
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电磁波及其经济价值分析

  电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的物体,都会释出电磁波。且温度越高,放出的电磁波波长就越短。以下是小编整理的电磁波及其经济价值分析,希望对大家有所帮助。

  [摘要]

  电磁波是一种物理现象,随着人们对电磁波认识的深化,其应用领域越来越广泛,经济价值也越来越大。

  [关键词]

  电磁波波长应用

  变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。电磁波在各个领域有着广泛的应用,并由此创造着越来越大的经济价值。

  一、电磁波的产生

  任何LC振荡电路原则上都可以作为发射电磁波的振源,但要想有效地把电路中的电磁能发射出去,除了电路中必须有不断的能量补给之外,还必须具备以下条件。

  1.频率必须够高。电磁波在单位时间内辐射的能量是与频率的四次方成正比的,只有振荡电路的固有频率越高,才能越有效地把能量发射出去。要加大固有频率,必须减小电路中的L和C的值。

  2.电路必须开放,LC振荡电路是集中性元件的电路,即电场和电能都集中在电容元件中,磁场和磁能都集中在自感线圈中。为了把电磁场和电磁能发射出去,必须把电路加以改造,以便电、磁场能够分散到空间里。

  为此,我们没想把LC振荡电路加以改造。改造的趋势是使电容器的极板面积越来越小,间隔越来越大,而自感线圈的匝数越来越少,这一方面可以使C和L的数值减小,以提高固有频率;另一方面是电路越来越开放,使电场和磁场分布到空间中去。最后振荡电路完全演化为一根直导线,电流在其中往复振荡,两端出现正负交替的等量异号电荷。这样一个电路叫做振荡偶极子(或偶极振子),它已适合于做有效地发射电磁波的振源了。实际中广播电台或电视台的天线,都可以看成是这类偶极振子。

  二、电磁波的分类

  自从赫兹应用电磁振荡的方法产生电磁波,并证明电磁波的性质与光波的性质相同以后,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。1895年伦琴发现了一种新型的射线,后来称之为X射线;1896年贝克勒耳又发现放射性辐射。科学实践证明,X射线和放射性辐射中的一种γ射线都是电磁波。这些电磁波本质上完全相同,只是频率或波长有很大差别。例如光波的频率比无线电波的频率要高很多,而X射线和γ射线的频率则更高。为了对各种电磁波有个全面了解,我们可以按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,这就是所谓电磁波谱。

  无线电波由于辐射强度随频率的减少而急剧下降,因此波长为几百千米(107厘米)的低频电磁波通常不为人们注意,实际中用的无线电波是从波长λ约几千米(相当于频率在几百千周左右)开始。波长在3千米~50米(频率100千周~6兆周)范围,属于中波段,波长在50米~10米(频率在6~30兆周)范围为短波,波长在10米~1厘米(频率在30~3万兆周)甚至到达1毫米(频率为3X106兆周)以下的则为超短波(或微波)(有时按照波长的数量级大小也常出现米波、分米波、厘米波、毫米波等名称)。

  可见光的波长范围很窄,λ大约在7.6厘米~4.0X10-5厘米之间(在光谱学中习惯于采用另一个长度单位——埃()来计算波长,1月=10-8厘米,用?来计算,可见光的波长约在7600~4000范围内)。从可见光向两边扩展,波长比它长的称为红外线,波长大约从7600直到十分之几毫米,它的热效应特别显著;波长比可见光短的称为紫外线,波长从4000~50,它有显著的.化学效应和荧光效应。红外线和紫外线,都是人类的视觉所不能感受的,只能利用特殊的仪器来探测。无论可见光、红外线或紫外线,它们都是由原子或分子等微观客体的振荡所激发的。近年来,一方面由于超短波无线电技术的发展,无线电波的范围不断朝波长更短的方向进展;另外一方面由于红外技术的发展,红外线的范围不断朝波长更长的方向扩充。目前超短波和红外线的分界已不存在,其范围有一定的重叠。

  电磁波简介

  电磁波是由同相 且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性。由同向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。电磁波在真空中速率固定,速度为光速。见麦克斯韦方程组。

  电磁波伴随的电场方向,磁场方向,传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波。当其能阶跃迁过辐射临界点,便以光的形式向外辐射,此阶段波体为光子,太阳光是电磁波的一种可见的辐射形态。电磁波不依靠介质传播。

  电磁辐射量与温度有关,通常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。

  通常意义上所指有电磁辐射特性的电磁波是指无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线。而X射线及γ射线通常被认为是放射性的辐射 。

  性质

  电磁波频率低时,主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去;电磁波频率高时即可以在自由空间内传递,也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部返回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射。举例来说,太阳与地球之间的距离非常遥远,但在户外时,我们仍然能感受到和煦阳光的光与热,这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。

  电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。

  其速度等于光速c(3×10^8m/s)。在空间传播的电磁波,距离最近的电场(磁场)强度方向相同,其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。

  电磁波的传播不需要介质,同频率的电磁波,在不同介质中的速度不同。不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小。且电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播,若同一种介质是不均匀的,电磁波在其中的折射率是不一样的,在这样的介质中是沿曲线传播的。通过不同介质时,会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少,电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。 机械波与电磁波都能发生折射、反射、衍射、干涉,因为所有的波都具有波粒两象性。折射、反射属于粒子性; 衍射、干涉为波动性。

  人体伤害

  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摩擦,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、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。但是暂时未经实验证明,也无大规模的数据统计证实存在必然联系

  具有防电磁波辐射危害的食物有:绿茶、海带、海藻、裙菜、Va、Vc、Vb1.卵磷脂、猪血、牛奶、甲鱼、蟹等动物性优质蛋白等。

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