电磁波辐射
电磁辐射原理
电磁辐射原理电磁辐射,作为现代科技的一个重要组成部分,广泛应用于通信、无线电、电力传输等领域。
然而,对于很多人来说,电磁辐射的原理和对人体的影响还是一个相对陌生的概念。
本文将介绍电磁辐射的原理以及它对人体的影响。
一、电磁辐射的定义和特点电磁辐射是指电磁波在空间传播时释放出的能量,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
电磁波具有波动性和粒子性,既能以波动的形式传播,也能以离散的粒子形式传播。
不同类型的电磁波具有不同的频率和能量,这取决于波长和振动频率。
二、电磁波的辐射原理电磁波的辐射原理基于振荡电荷和加速电荷的存在。
当电荷振荡或者加速时,就会产生电磁波。
具体来说,振荡电荷会产生无线电波和微波,例如手机信号和无线局域网络;加速电荷则会产生紫外线、X射线和γ射线,这些电磁波被广泛应用于放射医学和诊断工作中。
三、电磁辐射对人体的影响电磁辐射对人体有一定的影响,主要体现在两个方面:热效应和非热效应。
1. 热效应电磁辐射可以引起物质内部的热能产生。
当人体暴露在高强度的电磁辐射下,其中的能量会被吸收,导致组织升温。
长期暴露在高水平的电磁辐射下可能导致身体的组织和细胞受损。
因此,为了避免这种热效应,一些国家和地区制定了电磁辐射的安全标准,限制了电磁辐射的最大强度。
2. 非热效应除了热效应之外,电磁辐射还可能对生物体产生非热效应。
非热效应是指电磁辐射对细胞和基因的直接影响,而不是通过升温产生的影响。
目前,科学家们正在努力研究电磁辐射对生物体的非热效应,特别是对人类健康的潜在影响。
虽然尚未完全确认非热效应是否会对人体产生负面影响,但一些研究表明,长期暴露在电磁辐射中可能导致DNA损伤、生殖问题、免疫系统紊乱等。
四、减少电磁辐射的暴露尽管电磁辐射对人体的潜在影响尚未完全确认,但我们可以采取一些措施来减少暴露在电磁辐射下的风险。
以下是一些简单的建议:1. 确保通讯设备的远离身体:尽量避免将手机等通讯设备直接接触到身体。
第7章-电磁波的辐射
=
j
ηIl 2λr
sin θe − jkr
电场强度振幅与离电流源距离成反比,所以
E1
=
E0
r0 r1
=1× 1 2
= 0.5(mV
m)
(b) ∵
E2
=
E1
sin30° = 0.5× 1 2
= 0.25(mV
m)
∴
H2
=
E2
η0
= 0.25 = 0.663×10−3(mA/m) 377
18
§7.2 电流元的辐射
θ
∂
∂θ
(Hϕ
sin θ ) −
θˆ r
∂ ∂r
(rH ϕ
)]
=
rˆEr
+ θˆEθ
得
⎧ ⎪⎪
E
r
⎨
⎪ ⎪⎩
E
θ
= η Il cos θ (1 + 2πr 2
= jη kIl sin θ (1 + 4πr
1 )e − jkr jkr 1 − 1 )e − jkr jkr k 2 r 2
场分量各成分随r/λ的变化曲线
电流元周围电磁力线的瞬时分布
11
§7.2 电流元的辐射
动画:
偶极子辐射过程
12
§7.2 电流元的辐射
四、辐射方向图
a) 方向图 定义:辐射场振幅与方向的关系曲线,称之为(辐射)方向图。
电流元辐射电场:
Eθ
=
j
ηIl sin θe − jkr 2λr
方向图函数:
F (θ ,ϕ ) ≡ E (θ ,ϕ )
e− jkr r
⎪ ⎪⎩
Hθ
=
− Eϕ
第7章电磁波的辐射
④ 取向: E 在与赤道面平行的平面内,而 H 在子午面。 这点与电基本阵子电磁场取向正好相反。
第七章 电磁波的辐射
例 7-2 计算长度 dl=0.1λ0的电基本振子当电流振幅值 为2 mA时的辐射功率和辐射电阻。 解:辐射功率:
Pr 40
2
Idl
2
o
2
15.791W
2
辐射电阻:
dl Rr 80 7.8957 0
第七章 电磁波的辐射
例7-3.将周长为0.1λ0的细导线绕成圆环,以构造磁基
本振子,求此磁基本振子的辐射电阻。
解: 此电基本振子的辐射电阻为
a 6 1 Rr 320 320 2 0.01 0 1.9739 10 2
Pr Pr r Pin Pr PL
PL表示天线的总损耗功率。通常,发射天线的损耗功率 包括:天线导体中的热损耗、介质材料的损耗、天线附 近物体的感应损耗等。
第七章 电磁波的辐射
4、增益系数:方向性系数表示天线辐射能量的集中程 度,辐射效率表征在转换能量上的效能。将两者结合起 来 ——天线在其最大辐射方向上远点某点的功率密度与 输入功率相同的无方向性天线在同一点产生的功率密度 之比为增益系数,是表现天线总效能的一个指标。
E ( , ) E max
式中|Emax|是|E(θ,φ)|的最大值。 电(磁)基本振子的方向性函数为:F ( , ) sin
第七章 电磁波的辐射
2、方向性系数:当辐射功率相同时,天线在最大辐 射方向上远区某一点的功率密度与理想无方向性天线在 同一位置处辐射功率密度之比,为此天线的方向性系数。
第七章 电磁波的辐射
第七章 电磁波的辐射
电磁波辐射对身体健康的影响
电磁波辐射对身体健康的影响电磁波辐射是人工电器、通信设备、电子产品等电磁场产生的产品,随着人工科技的进步,目前人们无法离开电子设备,广泛使用电器和电子通讯技术,直接暴露于电磁波辐射的情况中。
然而,电磁波辐射对人体健康的影响备受关注。
首先,低频电磁辐射对人体健康有一定的影响。
低频电磁辐射是指频率在300kHz以下的电磁辐射,主要来自不同磁场的变化,而不是电场变化。
这种辐射在日常生活中普遍存在,例如电视机、电脑、空调等家用电器都会产生低频电磁辐射。
长期暴露在低频电磁辐射下,会导致头痛、疲劳、注意力不集中等症状,甚至会引发更为严重的疾病,如肾衰竭、神经衰弱等。
其次,高频电磁辐射对人体健康的影响更加复杂。
高频电磁辐射是指频率在300kHz以上到300GHz的电磁辐射,主要是由移动电话、微波炉、无线局域网、人造卫星、雷达设备等产生。
高频电磁辐射损害人体健康的方式较为奇特。
电磁波通过人体时与人体内存在的物质发生相互作用,而产生不同的生物效应,这些生物效应伴随了辐射的电磁强度及频率,发生的时间越长,越容易发生问题。
常见的高频电磁辐射效应包括生殖系统、免疫系统的损伤以及癌症发生的风险增加等。
另外,家居辐射也是一个关键问题。
在家居环境中,电器的使用可能会产生电磁波辐射。
尤其是在卧室,床头放置的电器、充电设备等都可能会影响人的健康。
如果长时间地处于这样的环境中,会对人的睡眠质量及免疫功能产生一定的影响,最终导致威胁到人体健康的疾病。
如何保护身体,预防辐射损害? 首先,能少用电子产品或者更换低辐射的电子产品是一种有效的方式。
其次,减少电磁波辐射对身体的影响还可以通过其它途径,如运动、饮食习惯、睡眠质量等方面。
肌肉的运动能够促进人体组织的血液流动,从而减少电磁波辐射在体内的积累;饮食方面则可以多吃新鲜蔬果、少吃含有化学添加剂的食品;睡眠质量的提高能够使人恢复体力,也可以降低电磁波辐射对人体的影响。
总之,电磁波辐射对人体健康会造成一定的危害,因此,我们需要更加重视这个问题,并采取有效的措施去减轻对身体的压力。
电磁场与电磁波-电磁辐射
广播和电视
广播和电视信号通过电磁波传输,覆盖广泛的区域,为人们提供信 息和娱乐。
雷达
雷达利用电磁波探测目标,广泛应用于军事、航空、气象等领域。
医疗领域的应用
磁共振成像(MRI)
MRI利用强磁场和射频电磁波获取人体内部结 构的高分辨率图像。
少其对人体的影响。
电磁辐射的法律法规
制定相关法律法规
国家制定相关法律法规,明确电磁辐射的安全标准、管理措施和 处罚规定。
执行监管
相关部门负责电磁辐射的监管工作,确保企业、单位和个人遵守 相关法律法规。
宣传教育
加强电磁辐射安全知识的宣传教育,提高公众对电磁辐射的认识 和自我保护意识。
电磁辐射的监测与评估
监测网络建设
建立完善的电磁辐射监测网络,对重点区域和设 施进行实时监测和数据采集。
数据处理与分析
对监测数据进行处理、分析和评估,了解电磁辐 射的分布、强度和影响程度。
预警与响应
根据监测结果,及时发布预警信息,采取相应措 施,降低电磁辐射对环境和人体的影响。
04
电磁辐射的应用
通信领域的应用
无线通信
03
电磁辐射的防护与控制
电磁辐射的防护措施
电磁辐射防护用品
使用防辐射服、防辐射眼镜等 个人防护用品,减少电磁辐射
对人体的影响。
距离防护
保持与电磁辐射源的安全距离 ,降低电磁辐射的强度。
时间防护
减少在电磁辐射环境中的暴露 时间,降低电磁辐射的累积效 应。
屏蔽防护
采用电磁屏蔽技术,对电磁辐 射进行吸收、反射和折射,减
人类生产、生活中广泛使用的各种电子设备,如手机、 电视、电脑等,都会产生电磁辐射。
电磁波的辐射与接收
电磁波的辐射与接收电磁波的辐射与接收是在科学技术领域中,特别是在通信技术领域中的一种非常重要的现象。
电磁波的辐射与接收的理解一直在促使人类的通信技术不断进步。
一、电磁波的辐射电磁波的辐射,简单来说,是由于电荷的振动或者加速度的变化产生的。
振动电荷产生电场,电场的变化产生磁场,反过来,磁场的变化又产生电场。
这样电场与磁场相互变化相互影响,形成了一种电磁现象,这就是电磁波。
电磁波的辐射可以用著名的麦克斯韦方程组来描述。
在无电流或无电荷的自由空间中,电磁波的传播符合波动方程,其解是空间和时间的函数,形象地描述了电磁波的辐射和传播规律。
二、电磁波的接收电磁波的接收,可以看作是电磁波的辐射的逆过程。
在接收设备中,由于电磁波传播至接收天线,天线中的自由电子将受到电磁波电场分量的作用并发生振动,产生电流,这样就实现了电磁波的接收。
电磁波的接收可以用电磁感应和谐振原理来解释。
天线中的自由电子受到电磁波的电场分量作用产生的共振电流,可以通过电子设备进行放大和处理,实现对电磁波信息的接收。
三、电磁波的辐射与接收的应用电磁波的辐射与接收的理解,加深了人类对自然界的认识,更为人类的通信技术的发展提供了强大的动力。
在无线通信领域,通过电磁波的辐射与接收,实现了信息的无线传递。
从最初的无线电报、到无线电视发射,再到现在的无线网络通信,无不离开对电磁波辐射与接收的理解和应用。
在天文观测领域,通过对电磁波的辐射与接收的研究,人们可以侦测到宇宙中远处天体发射出的电磁波,从而获取关于宇宙的重要信息。
综上所述,电磁波的辐射与接收是科技领域一种重要的现象,它让人们在通信、天文观测等领域取得了重大突破。
可见,深入理解和研究电磁波的辐射与接收对科技进步有着重要的推动作用。
电磁波如何影响人们的身体健康
电磁波如何影响人们的身体健康电磁波是一种能量的传输方式,电磁波辐射在我们周围的生活中无处不在,像手机、电视、微波炉、电脑等设备都会产生电磁波辐射。
虽然现代科技的进步让我们的生活更加便捷,但是电磁波对人类身体健康的影响令人关注。
电磁波辐射会对人体造成什么影响呢?据研究,常见的电磁波辐射来源如电视、电脑显示器、电视游戏等设备,非常容易让人感到疲劳。
长时间接触电磁波辐射产生的光线刺激、辐射热会对大脑造成影响,进而影响人的心理状况,导致精神不济、疲劳、头痛、失眠等症状。
此外,电磁波辐射对身体内部的细胞、器官、骨骼都会有一定的作用。
研究认为,红外线和微波辐射会影响肝、肾、胃等重要脏器,随着时间的积累,可能会导致足够大的损伤,引起多种疾病,例如癌症和心脑血管疾病等。
身体细胞受到电磁波辐射后,当量比较低时,对人体的生理防御功能能够恢复。
但是当当量比较高时,会导致损伤,激活自由基,轻则皮肤瘙痒,长期暴露,会跃发眼疾、癌症、神经功能失调及新陈代谢不良等病症。
其中,手机辐射对人体健康的影响引人关注,由于人们几乎不可缺少手机,手机辐射对人体健康的影响成为了一个不容忽视的问题。
手机辐射对人体影响比较多的是复合辐射,而非单一的射线,俗称为综合辐射。
大部分手机辐射都是通过脑部吸收的,它们导致的破坏缓慢积累,可能会在几年、十几年甚至更久的时间里才会显现出来。
即使是普通的手机用户,所接收的辐射量也很难达到零,由于身体每个人的特定生物体征、身材和生活习惯会影响辐射被式,整个日常接触辐射量不容易完全避免。
要如何防范电磁波辐射对身体带来的影响呢?首先,我们可以减少使用电磁波设备的时间和频率。
如远离电视、手机、电脑等辐射源;尽量用有防辐射功能的电脑显示器,尽量用光度比较低的电视观看影视;使用听筒发短信、打电话以减少手机使用时接受到的辐射量;避免在空调的风口、电脑、暖气等电磁场强的地方待太长时间。
其次,可以增加身体的免疫能力。
提高身体免疫力需要良好的睡眠,良好的饮食,定期锻炼,减少吸烟、酗酒等不良生活习惯。
电磁辐射与电磁波谱电磁辐射的种类和波长范围
电磁辐射与电磁波谱电磁辐射的种类和波长范围电磁辐射与电磁波谱电磁辐射是指电磁波在空间传播产生的现象。
它是由电场和磁场相互作用引发的一种能量传播方式。
电磁辐射包括广泛的种类和波长范围,涉及到我们生活和科技发展的方方面面。
一、电磁辐射的种类1. 可见光:可见光是我们日常生活中最常接触到的一种电磁辐射。
它的波长范围约为380纳米到780纳米,对应着不同的颜色,包括紫色、蓝色、绿色、黄色、橙色和红色。
可见光是我们能够看到各种物体的根本原因。
2. 红外线:红外线的波长范围大约在780纳米到1毫米之间。
它主要表现为热辐射的形式,可以被热成像仪等设备探测到。
红外线在医学、军事、安防、家用电器等领域有广泛应用。
3. 紫外线:紫外线的波长范围大约在10纳米到380纳米之间。
紫外线可以分为长波紫外线(UVA)、中波紫外线(UVB)和短波紫外线(UVC)。
紫外线具有较强的穿透力,不被人眼可见,但对人体及生物产生一定影响,如紫外线可以杀灭微生物。
4. 微波:微波的波长范围大约在1毫米到1米之间。
微波在通信、雷达、烹饪等领域有广泛应用。
微波的频率相对较低,不会对人体组织产生显著的伤害。
5. 射线:射线主要包括 X 射线和γ射线。
它们的波长范围非常短,能量很高,对物质有较强的穿透能力。
射线在医学诊断、工业检测、科学研究等领域有广泛应用。
二、电磁波谱的波长范围电磁波谱是指电磁辐射按照波长从小到大排列的一种可视化表达方式。
根据波长的大小,电磁波谱被分为不同的区域,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
具体的波长范围如下:1. 无线电波:波长从数千千米到1米。
2. 微波:波长从1米到1毫米。
3. 红外线:波长从1毫米到700纳米。
4. 可见光:波长从380纳米到780纳米。
5. 紫外线:波长从10纳米到380纳米。
6. X射线:波长从0.01纳米到10纳米。
7. γ射线:波长小于0.01纳米。
电磁波谱各个区域的辐射具有不同的特性和应用价值。
电磁波的辐射
f 1 2 2 2 2 称为 c t 0 达朗贝尔方程 2 1 A 2 A 2 2 0 j f c t
r ' (x , t ) 1 c d ' ( x, t ) 4 0 x x '
解称为
推迟势
(2)两种常用规范
0, 优点:电场的两个部分 0 具有鲜明的物理意义 A B, A 0 1 洛仑兹规范 A 0 2 c t
优点:简化矢势和标势满足的的微分方程, 使矢势和标势满足的的微分方程对称
1
4 0 r x 位于坐标原点的点电荷激发的势 ( x, t ) r x Q (0, t ) c ( x , t ) (r , t ) O Q (0, t r ) 4 0 r
位于任意位置的点电荷激发的势 r Q( x ' , t ) c ( x, t ) O 4 0 r
也可以理解为:无旋场可以表示为另一标量场的梯度 为简单起见,讨论真空中的电磁场:
D E B t B 0 D H j t
D 0E , B 0 H .
对于电场:
S
A
:矢(量)势
静电场: E 0
一般情况有:
E
: 标势(电势)
B E 0 t
不能象静电场那样直接引入标量势函数
B 一般情况有 E 0 t
代入
B A
A A )0 E 改写成: ( E :是无旋场,可引入标势 t t A A 令: E 即: E t t
如何避免电磁波辐射
如何避免电磁波辐射电磁波辐射是指无线电、通讯设备、电器等发出的电磁波通过空气或物体传播到人体的过程中所产生的辐射。
长期接触电磁波辐射会对人体产生很大的影响,甚至会导致人体疾病。
所以,如何避免电磁波辐射,对于我们的健康至关重要。
一、减少使用电器设备,机械设备家庭、办公室、车辆等随处可见的电器设备以及机械设备均会产生电磁波辐射,在不必要的情况下,我们应尽量减少使用这些设备。
当需要使用电器时,尝试优先选择品牌好的、辐射小的电器,可以到电器商店了解每个产品的辐射电指标。
二、使用优质电器。
在购置电器时可以挑选安全省电的品牌,尽量减少散热问题。
同时,选择电器时应考虑电磁波辐射对人体的影响,尽量选择电磁波辐射较小的品牌或型号。
欧盟及美国对电器的电磁波辐射标准已经比较高,建议选择达到这一标准的品牌或型号,以减少电磁波对人体的影响。
三、保持距离在使用电器的时候,尤其是理发、烤面包机、电炉、微波炉等不锈钢小家电,我们要根据具体的情况,保持一定的距离。
尽量不要将其放在身边或是在床头附近放置。
这样能够有效地减少电磁波对身体的影响。
四、实行源头操作电磁波辐射的源头往往是我们经常接触到的无线电、通讯设备,如手机、电视机、电脑、远程控制器等,要尽量减少直接接触这些设备。
只有在必要的情况下,使用以防止电磁波对身体产生的辐射。
常靠近无线电、通讯设备的人,应尽量不要长时间让身体暴露在电磁场中,应该尽量远离,在不影响不良信号的情况下对这些设备进行改进。
五、尽量减少电磁波对身体的影响在办公或日常工作中,经常要用到电脑、手机、手提电脑等无线设备,用之前最好要调整好电脑、手机的辐射指数,避免长时间接触辐射强的设备。
还可以在使用执笔、拨弦、微调等电器时,穿上静电防护服或手套。
在户外,我们应该尽量远离电线杆、变电站等辐射源,或者选择减少辐射强度的金属建筑和树木遮挡电波。
千万不要在电力线下停留。
六、适当关注电磁辐射的危害程度虽然电磁辐射的危害程度目前还存在着较大争议,但是由于无可否认的已经涉及到人类的健康和甚至有大量的个例能够证明电磁辐射的危害,所以大家都应该要基本了解电磁辐射对身体的危害,适当采取一些措施。
电磁波与电磁辐射实验报告高中二年级物理教案
电磁波与电磁辐射实验报告高中二年级物理教案【实验报告】电磁波与电磁辐射实验目的:探究电磁波及电磁辐射的基本原理、特性以及应用。
实验器材:1. 电磁辐射仪2. 可调频收音机3. 天线4. 光电导纤维5. 测量仪器(如示波器、万用表等)实验原理:电磁波是由电场和磁场相互作用产生的一种波动现象。
电磁辐射指的是电磁波向外传播并传递能量的过程。
根据波长的不同,电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等几个主要区域。
实验步骤:1. 将电磁辐射仪调至无线电波区域,测量不同距离下信号强度的变化。
2. 将电磁辐射仪调至微波区域,使用可调频收音机接受微波信号,观察信号强度随距离的变化。
3. 将电磁辐射仪调至红外线区域,通过光电导纤维接收红外线信号,并测量信号强度。
4. 将电磁辐射仪调至可见光区域,使用光电导纤维接收可见光信号,并测量信号强度。
5. 根据实验数据绘制各种电磁波的传播距离与信号强度的关系曲线。
实验结果与分析:通过实验数据统计与分析,我们得到了不同电磁波在不同传播距离下的信号强度变化关系。
从实验结果可以得出以下结论:1. 无线电波在传播过程中信号强度的衰减相对较小,适合用于广播和通信等应用。
2. 微波在传播过程中信号强度随距离的增加逐渐减小,应用于雷达、无线通信等领域。
3. 红外线信号衰减更快,主要应用于红外线遥控、监控等领域。
4. 可见光信号衰减较快,在大气中传播的距离有限。
实验结论:电磁波的传播距离与信号强度呈反比关系,不同频段的电磁波具有不同的应用特性。
了解电磁波的特性对于科学研究和实际应用有着重要的意义。
实验拓展:1. 可以进一步研究电磁波与物体的相互作用,探究电磁波对物体的吸收、反射和透射等现象。
2. 可以通过实验观察电磁波对生物体的影响,研究电磁辐射对人类健康的潜在风险。
【参考文献】无。
科普辐射的真相了解电磁波和核辐射的影响
科普辐射的真相了解电磁波和核辐射的影响科普辐射的真相:了解电磁波和核辐射的影响辐射一直是一个备受争议的话题,人们对于辐射的认识往往带有一些误解和恐惧。
本文旨在科普辐射,准确介绍电磁波和核辐射的影响,并消除与辐射相关的误解。
一、电磁波的影响电磁波是一种能量的传播形式,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
不同频段的电磁波对人体和环境有不同的影响。
1. 无线电波和微波无线电波和微波是人们日常生活中经常接触到的电磁波。
无线电波用于通讯和广播,微波则广泛应用于家庭厨房中的微波炉。
由于无线电波和微波的能量较低,它们对人体的影响通常较小。
在正常使用的情况下,这些电磁波不会对人体健康产生明显的风险。
然而,长时间过量接触微波会导致皮肤烧伤等症状,因此在使用微波炉时应注意保护自己的身体。
2. 红外线、可见光和紫外线红外线、可见光和紫外线是日常生活中经常接触到的电磁波。
红外线主要来自日光灯、暖风机等热源,可见光则是人类眼睛可以感知到的光线,而紫外线来自太阳辐射。
红外线对人体产生的影响通常是温暖的感觉,当暴露在强热源下时需要注意防晒。
可见光对人类视觉起到重要的作用,但长时间过量暴露于强光下可能对眼睛产生损害。
紫外线对人体皮肤和眼睛的伤害较大,长时间暴露于强紫外线下可能会引发皮肤炎症和癌症等疾病,因此正确使用防晒措施是必要的。
3. X射线和γ射线X射线和γ射线是电磁波中能量最高的部分,也被称为高能辐射。
它们主要用于医学诊断和治疗,如摄影、放射治疗等。
高能辐射对人体的影响较大,特别是当暴露于高剂量的辐射源时。
长时间暴露于高能辐射下可能导致辐射病,甚至致癌。
因此,在医学检查和治疗过程中,应严格控制辐射剂量,选择合适的防护措施。
二、核辐射的影响核辐射是指由核反应引起的辐射,包括α射线、β射线和γ射线。
核辐射主要来自核能发电站、核武器试验等。
1. α射线和β射线α射线和β射线是带电粒子的辐射,通常被称为粒子辐射。
电磁场与电磁波第7章 电磁波的辐射
振幅不同,所以又是非均匀平面波。Eθ/Hφ=η是一常数,等于媒 质的波阻抗。
第七章 电磁波的辐射
③ 场的振幅:远区场的振幅与r成反比;与I、dl/λ成正比。 值得注意,场的振幅与电长度dl/λ有关,而不是仅与几何尺寸dl 有关。
④ 场的方向性:远区场的振幅还正比于sinθ,在垂直于天线 轴 的 方 向 (θ=90°) , 辐 射 场 最 大 ; 沿 着 天 线 轴 的 方 向 (θ=0°) , 辐射场为零。这说明电基本振子的辐射具有方向性, 这种方向 性也是天线的一个主要特性。
k1r(k1)r2(k1)r3,ejkr1
ErjI2dc lro 3 s42p r3co s
第七章 电磁波的辐射
EjI2ds lir3n 4pr3sin
H
Idlsin 4r2
式中p=Qdl是电偶极矩的复振幅。 因为已经把载流短导线看成一 个振荡电偶极子,其上下两端的电荷与电流的关系是I=jωQ。
H J j E E J m j H D B m
第七章 电磁波的辐射
2.
当kr>>1时,r>>λ/2π,即场点P与源点距离r远大于波长λ的 区域称为远区。 在远区中,
k1r(k1r)2 (k1r)3
远区电磁场表达式简化为
E
j
Idl2ksinejkr 4r
j
Idlsinejkr 2r
E
j
Idlskinejkr 4r
j
Idlsinejkr 2r
第七章 电磁波的辐射
以空气中的波阻抗 0
0 120 0
代入, 可得
Pr
402
Idl2
2
式 中 I 的 单 位 为 A( 安 培 ) 且 是 复 振 幅 值 , 辐 射 功 率 Pr 的 单 位 为 W(瓦),空气中的波长λ0的单位为m(米)。
电磁辐射的基本原理
电磁辐射的根本原理1. 引言电磁辐射是指电磁波在空间中传播的过程,它是电磁场发出的能量,无需通过媒质进行传播。
在现代科技的开展中,电磁辐射已经渗透到我们生活的方方面面。
了解电磁辐射的根本原理对于我们科学地应对电磁辐射的影响至关重要。
2. 电磁辐射的定义与分类电磁辐射是指由电磁场所激发产生的能量在空间中的传播。
根据频率的不同,电磁辐射可分为电磁波和辐射场两大类。
电磁波是指频率在10^4 Hz 到 10^23 Hz 范围内的辐射,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
辐射场是指频率大于10^23 Hz的辐射,包括电磁轮廓和宇宙背景辐射。
3. 电磁辐射的特性电磁辐射的传播速度是真空中光速,约为300,000公里/秒。
不同频率的电磁辐射在空气及其他介质中的传播速度略有不同。
此外,电磁辐射在传播过程中会遵循折射、反射和绕射等现象。
4. 电磁辐射的产生机理电磁辐射的产生与变化的电磁场有关。
当电磁场发生变化时,就会产生电磁波辐射。
辐射的强度与电磁场的频率和振幅有关。
电磁辐射可以通过电磁感应、电磁辐射和共振等方式产生。
5. 电磁辐射的传播和衰减电磁辐射在传播过程中会遇到空气、固体、液体等不同媒质,其传播特性会有所不同。
在传播过程中,电磁辐射会受到衰减,并逐渐减少强度。
衰减的程度与辐射的频率、传播距离以及遇到的介质有关。
6. 电磁辐射对人体的影响电磁辐射对人体有一定的影响。
在较低频率范围内,电磁辐射对人体的影响主要来自电磁场的作用,如静电场和磁场。
而在较高频率范围内,电磁辐射对人体的影响主要来自电磁波的能量吸收。
这种能量吸收可能对人体的健康产生一定的影响,如引起皮肤热量和组织损伤。
7. 电磁辐射的监测与保护为了科学地应对电磁辐射的影响,我们可以通过监测和保护来有效减少电磁辐射的危害。
监测电磁辐射可通过使用电磁辐射测试仪器来评估辐射水平。
而保护措施可以包括对电磁辐射源的屏蔽和使用防护设备等,以减少人体对电磁辐射的接触。
电磁波的特性电磁辐射的传播规律
电磁波的特性电磁辐射的传播规律电磁波的特性与电磁辐射的传播规律电磁波是由电磁场的振动所产生的一种自然现象,它在空间中传播,并具有许多特性和传播规律。
本文将围绕电磁波的特性以及电磁辐射的传播规律展开探讨,以帮助读者更好地理解电磁波及其在现实生活中的应用。
一、电磁波的特性电磁波具有以下几个重要的特性:1. 频率和波长:电磁波的频率和波长是联系密切的。
波长是指一个完整波形的长度,而频率是指每秒钟通过特定点的波峰或波谷的个数。
根据波长和频率的关系,可以得出光速等于频率乘以波长的公式:c =λν。
其中,c代表光速,λ代表波长,ν代表频率。
2. 极化:电磁波可分为横波和纵波。
在横波中,电场和磁场的振动方向垂直于能量传播的方向;而在纵波中,电场和磁场的振动方向与能量传播的方向一致。
3. 干涉和衍射:电磁波在传播过程中会发生干涉和衍射现象。
干涉是指两个或多个波的叠加所产生的现象,它既可以增强波的振幅,也可以减弱波的振幅。
而衍射则是指电磁波遇到障碍物或通过狭缝时发生的弯曲和扩散现象。
4. 反射和折射:电磁波在遇到边界时会发生反射和折射现象。
反射是指电磁波从边界上方弹回的现象,其发生时,波的传播方向发生改变但频率不变。
折射则是指电磁波从一种介质传播到另一种介质时,由于速度的改变而改变方向的现象。
二、电磁辐射的传播规律电磁辐射是电磁波通过空间传播的过程,在传播中符合一定的规律和原理。
以下是关于电磁辐射传播的几个重要规律:1. 光速不变定律:无论电磁波的频率如何变化,电磁波在真空中的传播速度始终是一个恒定值,即光速。
光速在真空中的数值约为每秒299,792,458米。
2. 能量传播定律:电磁波在传播中会携带能量,并在接收器上释放。
能量传播定律通过能量传输过程中的能量密度、功率密度等量来描述能量的传递和转化。
3. 理想与实际传播:电磁波在理想情况下会在空间中以直线传播,但在实际应用中,会受到空气、云雾、大气层等因素的影响,导致电磁波传播路径的扭曲和损耗。
电磁波辐射对人体影响
电磁波辐射对人体影响
摘要:对于电磁波的辐射在我们周围随处可见,本文详细介绍了电磁波辐射的概要、电磁波辐射对人体影响、电磁波辐射的原理、电磁波辐射的来源以及如何有效的防止电磁波辐射的发生等。
下面一起来看原文。
一、电磁波辐射简介
电磁波辐射,又称电磁辐射,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传递能量和动量,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。
电磁辐射的载体为光子,不需要依靠介质传播,在真空中的传播速度为光速。
电磁辐射可按照频率分类,从低频率到高频率,主要包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
人眼可接收到的电磁辐射,波长大约在380至780nm之间,称为可见光。
只要是自身温度大于绝对零度的物体,都可以发射电磁辐射,而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。
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,才可。
电磁辐射电磁波的传播
电磁辐射电磁波的传播在我们的日常生活中,电磁辐射和电磁波的传播无处不在。
从手机通信到无线网络,从广播电视到卫星导航,电磁辐射和电磁波的传播已经深刻地改变了我们的生活方式和社会运行模式。
那么,什么是电磁辐射?电磁波又是如何传播的呢?首先,让我们来了解一下电磁辐射。
电磁辐射是由电场和磁场的交互变化产生的一种能量传播形式。
简单来说,任何带电的物体在运动时都会产生电磁辐射。
比如,我们日常使用的电器,如电脑、电视、微波炉等,在工作时都会产生一定程度的电磁辐射。
电磁辐射根据其频率或波长的不同,可以分为不同的类型。
从低频到高频,依次包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和伽马射线等。
其中,无线电波常用于通信和广播,微波则广泛应用于雷达和微波炉等设备。
红外线具有热效应,常用于遥控器和热成像技术。
可见光就是我们能够看到的各种颜色的光。
紫外线在消毒和促进维生素 D 合成方面有一定作用,但过量照射会对人体造成伤害。
X 射线和伽马射线具有很强的穿透力,常用于医学成像和放射性治疗等领域。
接下来,我们重点探讨一下电磁波的传播。
电磁波可以在真空中传播,也可以在介质中传播。
在真空中,电磁波以光速传播,其速度约为每秒 30 万公里。
这是一个非常惊人的速度,也是宇宙中最快的速度之一。
电磁波在介质中的传播速度会比在真空中慢,并且其传播特性会受到介质的影响。
例如,当电磁波从一种介质进入另一种介质时,会发生折射和反射现象。
折射是指电磁波的传播方向发生改变,而反射则是指电磁波被弹回原来的介质。
这两种现象在光学中非常常见,比如我们看到的水中的筷子看起来是弯曲的,就是因为光的折射;而镜子能够反射光线,就是光的反射现象。
电磁波的传播方式主要有三种:地波传播、天波传播和空间波传播。
地波传播是指电磁波沿着地球表面传播。
由于地球表面存在电阻,地波传播主要适用于频率较低的电磁波,如长波和中波。
这种传播方式的优点是信号稳定,但传播距离相对较短。
电磁辐射电磁波的种类与应用
电磁辐射电磁波的种类与应用电磁辐射是指电磁波通过空间传播所产生的现象。
电磁波是由电场和磁场交替变化而产生的,并且垂直于传播方向的波动。
电磁波的种类繁多,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。
1. 无线电波无线电波是电磁辐射的一种形式,具有较低的频率和能量,适合用于远距离的通信。
无线电波广泛应用于广播电视、手机通信、卫星通信等领域。
2. 微波微波是指频率较高、波长较短的电磁波。
微波在通信、雷达、微波炉等领域有广泛应用。
例如,雷达利用微波的特性可以对目标进行探测和测距。
3. 红外线红外线是一种波长较长的电磁辐射。
红外线能够传递热能,被广泛应用于夜视仪、红外线测温仪等领域。
此外,在安防领域,红外线传感器可以检测物体的温度和动态。
4. 可见光可见光是人眼可以看到的一种电磁波。
它包括了紫外光、蓝光、绿光、黄光、橙光和红光等不同波长的光线。
可见光被广泛应用于照明、摄影、显示屏等领域。
5. 紫外线紫外线波长较短,能量较高,具有杀菌和消毒的作用。
紫外线广泛应用于医疗领域、水处理、印刷行业等。
6. X射线X射线波长更短,能量更高。
X射线在医学领域被广泛应用于影像诊断,可以帮助医生观察内部组织的情况。
7. 伽马射线伽马射线是一种极高频率和能量的电磁辐射。
伽马射线广泛应用于肿瘤治疗、核能检测等领域。
电磁辐射的应用涵盖了广泛的领域,并且在现代科学和技术的发展中起到了重要的作用。
了解电磁辐射的种类和应用对于我们理解和利用这一自然现象非常重要。
通过进一步的研究和应用,电磁辐射有望在更多领域实现更好的利用与发展。
电磁波有辐射吗
电磁波有辐射吗
是的,电磁波具有辐射性质。
电磁波是由电场和磁场振荡而产生的,它们以特定的频率传播,可以分为不同波长的射线,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
这些电磁波在传播过程中会向周围环境传递能量,因此具有辐射性质。
某些电磁波,如紫外线、X射线和γ射线的能量较高,有较强的电离能力,可对生物组织造成损害,被称为电离辐射。
而无线电波、微波和可见光等能量较低的电磁波,则不具备电离能力,对人体影响较小,被称为非电离辐射。
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电磁波辐射电场和磁场交互作用会产生电磁波,电磁辐射就是能量通过电磁波的形式向空间传播。
电磁辐射不同于其他能量形式的转变,其是一种看不见、摸不着的磁场。
既然电磁辐射是一种能量的传播,那么其能量应该有大有小。
依据量子学的观点,电磁辐射是由光电子组成的,其能量取决于频率。
一般来说,频率越大,波长越小,电磁辐射强度越大;频率越小,波长越大,电磁强度越小。
电磁波按频率分为:长波、中波、短波、超短波和微波。
一般来讲,长波对人体的影响较弱,波长越短频率越高,对人体影响越大,微波的影响最为突出。
来源电磁辐射的来源有很多,一般来说有天然型电磁辐射和人工型电磁辐射。
天然型电磁辐射是自然界自发产生的,如雷电、太阳黑子活动、地震和火山喷发等都可以产生电磁辐射。
天然型电磁辐射自地球产生时就已存在,人类在漫长的进化过程中已经适应自然界产生的这种天然电磁辐射,通常情况下天然型电磁辐射都在一定的安全阈值内,人类有一定适应性。
人工型电磁辐射主要是人类生产活动过程中产生的电磁辐射。
进入电气化时代之后,出于生产生活的需要,大量的电器被制造出来,环境中的电磁辐射主要变为以人工辐射为主。
现今社会中无线电、电视发射台等是主要的人工电磁辐射,其次还有一些医疗设备、工业生产和科研设备,在日常的生活中的一些小家电如电视、冰箱、微波炉和手机等也是重要的一类人工电磁辐射来源。
人工型电磁辐射是在很短的时间产生的,与天然型电磁辐射相比其对环境的影响大。
电磁波主要是电荷和电流在随着时间变化的过程中对周围的场地引起的波,电磁波在向外传播的过程中能够将电磁能传递出去,而这个过程主要就是能量的传递过程。
对于当前的电磁辐射来说,来源主要分为天然电磁辐射以及人工电磁辐射。
自然电磁辐射就是由于某些自然现象所引起的,比如火山喷发,雷电以及太阳黑子等。
而人工电磁辐射主要就是在制造的相关系统中,比如广电设备,电讯设备,工业用的电磁辐射设备,医疗电磁辐射设备,电力系统设备,交通系统设备及各种各样的家用电器等。
这些设备在运转的过程中,主要就是将电能转化为相应的能量,但是在产生其它能量的过程中,也会因为电荷和电流的变化而产生一定的电磁辐射并且泄露出去,这样也会对周围的环境产生一定的影响。
相对于人工电磁辐射,天然电磁辐射对于环境的影响几乎可以忽略不计。
是当前由广电设备如广播电视发射台等产生的电磁辐射已经成为污染环境的电磁辐射的主要来源,因此需要针对源头进行控制。
特性1)辐射热效应表现为:人处于电磁辐射环境中体内水分子受到激发,引起机体热效应,进一步对人体器官的正常运行产生负效应。
据实验得当产生电磁波功率密度在lmW/cm ~ lOmW/cm 左右,就开始对人体产生热效应,热效应对人体组织或器官可造成不可恢复的损害,如:人们长时间在强电磁波环境下生活工作,将有可能引发生殖系统健康疾病以及造成儿童智力受到不同程度的损害;当 1O00W 的微波直接照射到人体时,可在几秒内致人死亡。
2)辐射的非热效应表现为:让处于弱磁场平衡、逐步稳定、服务于人体正常运转的人体组织器官受到电磁辐射的干扰,原本稳定的电磁场环境会发生波动,特别是对人体敏感的内分泌、免疫功能、神经、生殖生殖等表现出异常效应,可诱发人体遗传细胞疾病,增加后代畸形的概率。
3)辐射的累积效应是指人体在受到辐射热效应和辐射非热效应伤害后,但在自我健康恢复完成之前,再次受到电磁辐射伤害的现象。
研究表明,电磁辐射对儿童、孕妇等人群的危害大于一般人群。
在空间的传播方式电磁辐射在空间传播主要有两种方式,一种是空间辐射,另一种是有线传播。
空间辐射是指电磁波传播源向太空发射电磁波的过程。
它的传播方向是在均匀介质中沿直线传播,在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度。
导体是传输的载体。
当射频和其他设备之间有电连接或者它们共享电源时,电磁信号将通过导体传输。
导线传播和空间辐射并不是严格独立的,有时会相互作用形成复合传播。
危害污染电磁辐射污染是指电磁辐射的强度超出了本底值,超过了生物体或电器设备的容许的最大限度,对生物体的健康造成影响,对电器设备正常工作造成影响。
电磁辐射污染与电磁波的特性、功率、密度以及频率等有很大关系。
天然型电磁辐射污染影响小,因为这是自然的选择最后达到一种和谐共生关系,而人工型电磁辐射造成的污染对环境影响大。
人们常说的电磁辐射污染主要指人工型电磁辐射,人工型电磁辐射污染会造成生物体身体的不适,会对电器设备正常使用造成影响,是要特别防范的一种电磁辐射。
对人体电磁辐射对于环境以及人体都会产生相应的危害。
对于人体组织来说,电磁波能够产生致热效应,通过电磁辐射会使人体发热,在辐射的作用下,人体内的分子会发生取向作用,并且由于电磁波的振动频率越高,人体内的分子运动的也就会越剧烈,在消耗了电磁能过后会产生热作用,也会使得人体内会产生一定的损伤,而如果电磁波能量在达到一定的强度之后,就会使得人体产生一定的生理反应,比如神经衰弱,或者白细胞减少等现象。
通过电磁波与人体内的细胞膜进行共振,会使得人体的细胞活动能力大大降低。
并且会通过不同层次的影响来使的人体产生相应的疾病,比如心率,血压发生一定的改变,或者会出现失眠,健忘等现象。
过于强烈的电磁波辐射会使得人体的细胞出现一定的病变,甚至会有一定的患癌风险。
电磁辐射对人体健康的影响此外,电磁辐射同样会对环境因素产生一些不良的影响,比如强度过高的电磁辐射,会干扰到附近区域内的一些电子设备以及仪表仪器等。
因为一些电子设备和仪表仪器本身就是通过电子作为能量来进行运作的,而电子在电磁波的干扰下会产生定向的运动,也就不会按照原有仪器中的运动方向,因此也会使得相应的仪器出现问题,比如出现电磁干扰之后,可能会使得计算机导弹人造卫星等出现失控的现象。
或者是对于一些爆破任务也会产生一定的影响,会引起爆炸效应的提前或者推迟,这样也会对人身安全,甚至是整个国家的安全产生一定的影响。
比如在冷战的时候,美国中心的电子计算机就因为受到了电磁辐射的干扰。
所以也收到了苏联攻击美国的错误情报,也正是因为电磁波对电脑监控系统的干扰,美国当时差点引发第三次世界大战。
与此同时,美国纽约的一家银行因外部电磁波的干扰,导致电脑在操作过程中输入了一个错误的符号,造成了近350亿美元的巨额赤字。
在一些能够产生电磁辐射的设备的建设和布局过程中,由于其缺乏合理的规划,甚至会干扰航空通信,也会对相关工作的运行造成很大的损失。
比如一架飞机受到电磁波干扰,甚至会在空中与另一架飞机相撞,造成严重的灾难。
无论从电磁辐射对环境或人体影响的角度来看,电磁辐射污染造成的负面影响都是非常严重的。
因此,应从污染源入手,有效防护电磁辐射污染,充分发挥电磁波在相关设备中的价值,减少其造成的污染灾害。
对环境的污染对生物体的危害电磁辐射主要通过热效应、非热效应和累积效应对生物体进行危害。
热效应是指电磁辐射发射的电磁波透过生物体表层对生物体内组织进行”加热”,由于生物体内没有对这一“加热”效应的应对措施,缺少相应的散热机理,导致生物体内组织受损,严重会影响机体的正常功能。
这种效应主要受高频电磁辐射的影响,作用于机体。
在辐射不严重的时候,从生物体的外表是不容易被看出来的。
辐射严重的时候,从机体上就能看出来,机体已经严重受损。
非热效应是指弱磁场的干扰、机体平衡的破坏、体内细胞DNA的损伤、基因突变等引起的一系列疾病。
可能导致的常见疾病有婴儿畸形、肿瘤、白血病等。
非热效应主要受低高频电磁辐射的效应一般可分为物理非热效应和化学非热效应,其中化学非热效应对生物体的危害极大。
累积效应是指当生物体受到热效应和非热效应时,生物体的一部分受到损伤,后续的电磁辐射会叠加在先前损伤的部分上,加重危害,甚至危及生物体的生命。
累积效应是累加的和长期的。
对动植物的危害电磁辐射对动植物的危害是联系在一起的。
比如电磁辐射影响周围植物的生长,牲畜吃受电磁辐射影响的植物可能引起变异;电磁辐射对鱼虾的影响,人类食用后可能会引发一些疾病。
电磁辐射对动植物的影响是联系在一起的,电磁辐射的某一个方面都可能引起整个食物链的变化,最终影响整个生态平衡。
对电器设备的危害由于一些电器能产生电磁场,我们生活在被电磁场包围的世界。
电磁场除了对生物体造成危害,也会对其他的电器形成电磁干扰,影响其他电器的正常工作。
电磁辐射发射源周围的电磁辐射对其进行影响,形成了一个干扰磁场,干扰磁场对发射源的影响受频率、振幅、辐射持续时间等影响。
干扰磁场对电器设备的影响会造成严重后果。
首先会影响设备的性能,致设备精度不够,信息不准确或出现延迟等状况,严重时会导致事故发生。
防护[1]距离防护根据电磁场强度在传播过程中随距离的加大而减弱的原理,可以采取远离辐射源的方法,使工作地点位于辐射强度最小的地方,避免在靠近辐射源的正前方工作或停留。
如使用微波炉时,在运行期间身体应尽可能与微波炉保持一定距离。
屏蔽防护与个人防护相结合在无法远离电子设备和电磁辐射环境的情况下,人们可以利用有效的方法,将射线限制在一定的空间内,阻止其传播扩散。
另一方面,人们也可以穿戴专用的防护设备,加强对自己的喉部、泌尿生殖系统和眼部等敏感部位进行防护。
加强锻炼与合理饮食加强锻炼,增强体质,能提高自身免疫能力。
另外,平时多喝绿茶,多吃一些富含维生素 B 的食物,如胡萝卜、海带、油菜、卷心菜及动物肝脏等,也有利于调节人体电磁场紊乱状态,增加机体抵抗电磁辐射污染的能力。
其他电视发射台及相关通信设备产生的电磁辐射较强,应优先保护上述污染源。
首先,我们可以在建造发射天线的时候改变发射方位,对于人口密集的方位,通过改变结构来降低辐射强度。
尽量把电磁辐射的方向指向空旷的地方。
树木可以收集电磁辐射,所以你可以在可以发出大量电磁辐射的地区种树,这样可以减少减少相关区域电磁波的辐射,以防止人体受到辐射。
同时,应采用不同的建筑材料来隔离电磁波,如在建筑材料中覆盖有效的金属材料来吸收或反射电磁波,以保证室内电磁辐射微弱。
其次就是需要针对工业中以及科研医疗设备中所散发的电磁辐射进行防护。
对于一些高频设备来说,应当使用电磁屏蔽的方式来防止电磁波辐射。
电磁屏蔽主要就是通过电磁感应来对电磁辐射进行屏蔽,在外界交变磁场的作用下会产生一定的感应现象。
进而使得在电磁屏蔽壳体之间会产生与外界电磁场相反的磁场,这样也会使得其抵消外部的磁场辐射,进而能够实现电磁屏蔽的效果。
通过电磁屏蔽,可以针对一些高精密的仪器进行保护,比如通讯设备,电子计算机设备等等。
再次,可以通过高频接地的方式讲将屏蔽体通过感应生成的射频电流导入大地。
在使用屏蔽体的过程中,一般会选用铜质线材作为接地线。
对于微波设备的电磁辐射防护来说,主要也是通过电磁屏蔽的方式,也会通过在微波辐射周围制作有效的缓冲器,将一些能够吸收微波辐射的材料作为主要材料来进行吸收。