有关电磁波的物理知识

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有关电磁波的物理知识
1个回答 分类:物理 2014-10-19

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定义
  从科学的角度来说,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. 正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,除光波外,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”.
产生
  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(即电流会产生磁场),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,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波.
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(每秒3×10八次方米).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.
能量
  电磁波的能量大小由坡印廷矢量决定,即S=E×H,其中s为坡印庭矢量,E为电场强度,H为磁场强度.E、H、S彼此直构成右手螺旋关系;即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能,单位是W/m².   电磁波具有能量,电磁波是一种物质.
电磁波的计算
  c=λf   c:光速(这是一个常量,约等于3×10^8m/s) 单位:m/s   f:频率(单位:Hz,1MHz=1000kHz=1×10^6Hz)   λ:波长(单位:m)
电磁波的发现
  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,1898年, 马可尼又进行了许多实验,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
电磁波谱
  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,它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线.以无线电的波长最长,宇宙射线的波长最短.   
无线电波 3000米~0.3毫米.(微波 0.1~100厘米)   
红外线 0.3毫米~0.75微米.(其中:近红外为0.76~3微米,中红外为3~6微米,远红外为6~15微米,超远红外为15~300微米)   
可见光 0.7微米~0.4微米.  
 紫外线 0.4微米~10毫微米  
 X射线 10毫微米~0.1毫微米  
 γ射线 0.1毫微米~0.001毫微米   
高能射线 小于0.001毫微米   
传真(电视)用的波长是3~6米;
雷达用的波长更短,3米到几毫米
 电磁辐射危害
 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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