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輻射儀的產(chǎn)生和性質(zhì)以及能量轉(zhuǎn)換

來源:鄭州澤銘科技有限公司   2014年11月15日 12:16  
  學的角度來說,電磁波是能量的一種,凡是高于零度的物體,都會釋出電磁波。正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣,除光波外,人們也看不見無處不在的電磁波。電磁波就是這樣一位人類素未謀面的“朋友”。
  
  產(chǎn)生:電磁波是電磁場的一種運動形態(tài)。電與磁可說是一體兩面,變化的電場會產(chǎn)生磁場(即電流會產(chǎn)生磁場),變化的磁場則會產(chǎn)生電場。變化的電場和變化的磁場構(gòu)成了一個不可分離的統(tǒng)一的場,這就是電磁場,而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波,電磁的變動就如同微風輕拂水面產(chǎn)生水波一般,因此被稱為電磁波,也常稱為電波。
  
  性質(zhì):電磁波頻率低時,主要借由有形的導電體才能傳遞。原因是在低頻的電振蕩中,磁電之間的相互變化比較緩慢,其能量幾乎全部返回原電路而沒有能量輻射出去;電磁波頻率高時即可以在自由空間內(nèi)傳遞,也可以束縛在有形的導電體內(nèi)傳遞。在自由空間內(nèi)傳遞的原因是在高頻率的電振蕩中,磁電互變甚快,能量不可能全部返回原振蕩電路,于是電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去,不需要介質(zhì)也能向外傳遞能量,這就是一種輻射。舉例來說,太陽與地球之間的距離非常遙遠,但在戶外時,我們?nèi)匀荒芨惺艿胶挽汴柟獾墓馀c熱,這就好比是“電磁輻射借由輻射現(xiàn)象傳遞能量”的原理一樣。
  
  電磁波為橫波。電磁波的磁場、電場及其行進方向三者互相垂直。振幅沿傳播方向的垂直方向作周期性交變,其強度與距離的平方成反比,波本身帶動能量,任何位置之能量功率與振幅的平方成正比。
  
  其速度等于光速c(每秒3×10八次方米)。在空間傳播的電磁波,距離zui近的電場(磁場)強度方向相同,其量值zui大兩點之間的距離,就是電磁波的波長λ,電磁每秒鐘變動的次數(shù)便是頻率f。三者之間的關(guān)系可通過公式c=λf。
  
  電磁波的傳播不需要介質(zhì),同頻率的電磁波,在不同介質(zhì)中的速度不同。不同頻率的電磁波,在同一種介質(zhì)中傳播時,頻率越大折射率越大,速度越小。且電磁波只有在同種均勻介質(zhì)中才能沿直線傳播,若同一種介質(zhì)是不均勻的,電磁波在其中的折射率是不一樣的,在這樣的介質(zhì)中是沿曲線傳播的。通過不同介質(zhì)時,會發(fā)生折射、反射、繞射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面?zhèn)鞑サ牡孛娌ǎ€有從空中傳播的空中波以及天波。波長越長其衰減也越少,電磁波的波長越長也越容易繞過障礙物繼續(xù)傳播。機械波與電磁波都能發(fā)生折射、反射、衍射、干涉,因為所有的波都具有波粒兩象性.折射、反射屬于粒子性;衍射、干涉為波動性。
  
  能量:電磁波的能量大小由坡印廷矢量決定,即S=E×H,其中s為坡印庭矢量,E為電場強度,H為磁場強度。E、H、S彼此垂直構(gòu)成右手螺旋關(guān)系;即由S代表單位時間流過與之垂直的單位面積的電磁能,單位是W/m²。
  
  電磁波具有能量,電磁波是一種物質(zhì)。
  
  電磁波的計算
  
  c=λf
  
  c:光速(這是一個常量,約等于3×10^8m/s)單位:m/s
  
  f:頻率(單位:Hz,1MHz=1000kHz=1×10^6Hz)
  
  λ:波長(單位:m)
  
  電磁波的發(fā)現(xiàn)
  
  1864年,英國科學家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在,推導出電磁波與光具有同樣的傳播速度。1887年德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在。之后,1898年,馬可尼又進行了許多實驗,不僅證明光是一種電磁波,而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波,它們的本質(zhì)*相同,只是波長和頻率有很大的差別。

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