材料电磁特性测量abc
abc区域内磁场的磁感应
abc区域内磁场的磁感应
ABC区域内的磁场磁感应是一个涉及到电磁学的重要问题。
磁
感应是描述磁场强度的物理量，通常用符号B表示，单位是特斯拉（T）。
在ABC区域内，磁感应的大小和方向可能会受到多种因素的
影响，比如电流、磁性材料等。
磁感应的大小和方向可以通过安培
环路定律和洛伦兹力的方向来确定。
首先，根据安培环路定律，通过任意闭合路径的线积分等于这
个路径所包围的电流的总和乘以真空磁导率。
因此，磁感应的大小
和方向与通过该区域的电流有直接关系。
在ABC区域内，如果有电
流通过，那么磁感应的大小和方向将受到影响。
其次，磁性材料的存在也会对磁感应产生影响。
在磁性材料中，原子或分子的磁矩会相互作用，从而形成磁畴，使得磁感应增强或
减弱。
因此，ABC区域内如果存在磁性材料，磁感应的大小和方向
也会发生变化。
此外，磁场的产生和变化也会对磁感应产生影响。
根据法拉第
电磁感应定律，磁场的变化会诱导出涡流，从而改变磁感应的大小
和方向。
总的来说，ABC区域内的磁感应受到多种因素的影响，包括电流、磁性材料和磁场的变化等。
要全面了解ABC区域内的磁感应，需要综合考虑这些因素对磁场的影响。
电子材料电磁兼容性考核试卷
C.欧姆（Ω）
D.微特斯拉（μT）
16.下列哪种材料的磁导率对电磁兼容性影响较大？()
A.铜
B.铁氧体
C.硅
D.铝
17.下列哪个频段属于射频（RF）范围？()
A. 150kHz～30MHz
B. 30MHz～1GHz
C. 1GHz～18GHz
D. 18GHz～40GHz
18.下列哪种现象属于电磁敏感性（EMS）？()
7.铜
8.电快速瞬变脉冲群
9.干扰发生器、放大器
10.铁氧体吸收测试
四、判断题
1. ×
2. ×
3. √
4. ×
5. √
6. ×
7. √
8. ×
9. ×
10. √
五、主观题（参考）
1.电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中能正常工作并不对周围环境产生干扰的能力。它对电子设备的重要性在于保证设备在复杂的电磁环境中稳定工作，避免因电磁干扰而导致的性能下降或数据丢失。
C.塑料
D.木材
2.电磁兼容性（EMC）主要包括哪两个方面？()
A.电磁干扰（EMI）和电磁敏感性（EMS）
B.电磁发射（EMI）和电磁接收（ER）
C.电磁场（EMF）和电磁波（EMW）
D.电磁吸收（EMA）和电磁散射（EMS）
3.在电磁兼容性测试中，辐射抗扰度测试的目的是什么？()
A.评估材料对辐射干扰的屏蔽效果
2.电磁干扰的两种类型是传导干扰和辐射干扰。传导干扰通过电源线、信号线等导体传播，如电源线上的电压波动；辐射干扰通过空气传播，如无线电广播信号。
3.材料的屏蔽效果可以通过测量其对电磁波的衰减程度来评估。提高屏蔽效果的方法有：使用高导电性材料、增加屏蔽层厚度、优化屏蔽结构设计等。
物理科目教案初中三年级学生如何测量电磁感应强度
物理科目教案初中三年级学生如何测量电磁感应强度物理科目教案：初中三年级学生如何测量电磁感应强度引言：电磁感应是物理学中的重要概念，掌握电磁感应强度的测量方法对学生学习和实验能力的提升至关重要。
本文将介绍一种面向初中三年级学生的电磁感应强度测量教案，旨在帮助学生初步了解电磁感应强度的概念以及如何进行测量实验。
一、实验目的通过测量电磁感应强度，让学生探索电磁感应的特性，理解电流变化对磁力产生的影响。
二、实验器材和材料1.铜线圈2.磁铁3.万用表4.直流电源5.连接线三、实验步骤1.将铜线圈绕成圆形，并固定好。
2.将磁铁靠近铜线圈的一侧，确保磁铁和铜线圈之间有一定的距离。
3.将直流电源的正极与铜线圈的一端连接，负极与另一端连接，建立一个闭合电路。
4.通过万用表测量电流强度，记录下电流值。
5.移动磁铁的位置，观察电流强度的变化并记录下来。
四、实验数据记录和分析1.记录不同位置磁铁的距离和相应的电流强度。
2.根据所记录的数据绘制电流强度与磁铁距离的折线图。
3.分析图像，让学生观察电流强度和磁铁距离的关系。
五、实验结果分析和讨论学生可以根据实验结果回答以下问题：1.电流强度与磁铁距离之间有何种关系？2.电流强度的变化是否受到磁铁位置的影响？3.当磁铁靠近铜线圈时，电流强度的变化是否会受到其他因素的影响？六、延伸实验为了深入理解电磁感应，学生可以进行以下延伸实验：1.改变电流强度，观察磁铁与电流强度之间的关系。
2.将不同材质的线圈放置在磁铁附近进行实验，比较不同材料的磁感应强度。
七、实验总结通过本次实验，学生可以更好地理解电磁感应强度的概念以及其测量方法。
实验中，学生通过观察和记录数据，探索了电流变化对磁力产生的影响，并通过分析数据得出了相关结论。
此外，延伸实验也让学生对电磁感应有了更深入的认识。
结语：本教案的目的是帮助初中三年级学生掌握测量电磁感应强度的方法，并通过实验提高他们的学习和实验能力。
希望通过这样的教学设计，学生能够更好地理解并应用电磁感应的知识，为他们今后的学习打下坚实的基础。
超导材料的电磁特性测量与分析方法总结
超导材料的电磁特性测量与分析方法总结引言超导材料是一类具有特殊电磁性质的材料，其在低温下能够表现出零电阻和完全抗磁性等特点。
研究超导材料的电磁特性对于理解其基本物理机制以及应用于能源传输和储存等领域具有重要意义。
本文将总结超导材料的电磁特性测量与分析方法，旨在为相关研究提供参考。
一、超导材料的基本电磁特性超导材料的基本电磁特性包括零电阻、完全抗磁性和迈斯纳效应等。
零电阻是指超导材料在超导态下电阻为零，电流可以无阻力地通过。
完全抗磁性是指超导材料在超导态下对外加磁场具有完全抗磁性，磁场线会被超导材料排斥。
迈斯纳效应是指超导材料在外加电流作用下产生的磁场，其大小与电流强度成正比。
二、超导材料的电磁特性测量方法1. 电阻测量方法电阻测量是超导材料电磁特性研究中最基本的方法之一。
常用的电阻测量方法包括四探针法、电流-电压特性曲线测量法和交流电阻测量法等。
四探针法通过在样品上施加电流并测量电压来计算电阻值。
电流-电压特性曲线测量法则通过测量样品在不同电流下的电压来绘制电流-电压特性曲线，从而得到电阻值。
交流电阻测量法则通过在样品上施加交变电流并测量交变电压来计算交流电阻。
2. 磁化曲线测量方法磁化曲线测量是研究超导材料磁化特性的重要手段。
常用的磁化曲线测量方法包括霍尔效应测量法、磁化率测量法和磁化率温度相关性测量法等。
霍尔效应测量法通过测量样品在外加磁场下的霍尔电压来计算磁化率。
磁化率测量法则通过在样品上施加不同磁场并测量样品的磁化强度来计算磁化率。
磁化率温度相关性测量法则通过在不同温度下测量样品的磁化率来研究超导材料的相变行为。
3. 电磁特性测量方法电磁特性测量是研究超导材料电磁特性的关键方法。
常用的电磁特性测量方法包括交流磁化率测量法、交流磁化率温度相关性测量法和交流电阻测量法等。
交流磁化率测量法通过在样品上施加交变磁场并测量样品的交变磁化强度来计算交流磁化率。
交流磁化率温度相关性测量法则通过在不同温度下测量样品的交流磁化率来研究超导材料的相变行为。
磁性材料B-H特性的测量
磁性材料B-H 特性的测量摘要：关键词：B-H 磁滞回线 剩磁B r 最大磁能积（BH ）m 退磁曲线 矫顽力B H c 一、引言磁性材料，一般只具有铁磁性或亚铁磁性并具有实际应用价值的磁有序材料。
广义的磁性材料也包括具有实际应用价值或可能应用的反铁磁材料或其他弱磁性材料。
磁性材料种类很多，磁特性参量不少。
从技术应用角度出发，常关注材料的B-H 特性。
从B-H 磁滞回线上可以方便地得到这样一些参量：（1）剩余磁感应强度B r （简称剩磁），其意义在于磁性材料被饱和磁化后，材料内部磁化场下降到零时，材料内所保存的磁感应强度值，通常M r <B r 。
（2）最大磁能积（BH ）M ，磁性材料B-H 磁滞回线第二和第四象限部分称为退磁曲线。
退磁曲线上每一点的磁感应强度B 和磁场强度H 的乘积BH 称为磁能积，其中最大者称为最大磁能积。
这是磁性材料单位体积储存和可利用的最大磁能密度的量度。
（3）矫顽力B H c ，它是指磁性材料B-H 退磁曲线B=0处的磁场强度，其意义是对磁性材料反向磁化过程中，使B=0的反向磁场大小，通常B H c <M H c 。
根据磁性材料矫顽力的大小，可将磁性材料分为三类，及软磁、半硬磁及硬磁。
很多变压器铁芯，偏转线圈磁芯都是软磁材料制成的。
硬磁材料都是作为磁场源（各种永久磁铁）来应用的。
磁性材料应用十分广泛，其特性测量方法有特殊性。
学习B-H 特性测量既有实用意义，又有方法学上的意义。
二、实验原理磁学量多为导出量，例如电流、电压、作用力等可以直接测量，但磁通、磁感应强度等必须借助热学的、电学的、光学的物理量测量结果推算出来。
常用的且方便的方法是利用电磁感应定律，从测量的电学量推算出磁学量。
根据法拉第定律，一个开路线圈内的磁通发生变化时，其两端产生感应电压dtt d t )()(Φ-=ε （1） 如果线圈很截面积S 、匝数N 均为定值，则 dtt dB NSt )()(-=ε （2） 对感应电压积分有 ⎰⎰-=dtt dB NS dt t )()(ε （3） 则有⎰-=tdt t NSt B 0)(1)(ε （4）对线圈两端感应电压进行积分，有许多办法和仪器，用得比较普遍的是R C -有源积分器。
物理实验技术中的材料磁性测量技巧与方法
物理实验技术中的材料磁性测量技巧与方法在物理实验技术中，材料磁性测量是一个重要的研究方向。
磁性测量对于材料的研究和应用具有重要的意义，可以帮助我们了解物质的性质和行为。
本文将介绍一些常用的材料磁性测量技巧与方法，以帮助读者更好地了解物理实验中的磁性测量。
一、磁性物质的分类磁性物质可以分为顺磁性、抗磁性、铁磁性和铁磁性等不同类型。
不同类型的磁性物质具有不同的磁性行为，因此需要采用不同的测量方法来测量其磁性。
二、磁化曲线的测量磁化曲线是指在外界磁场作用下，磁性材料的磁化强度和磁场强度之间的关系曲线。
测量磁化曲线是研究材料磁性的基本方法之一。
常用的测量方法包括霍尔效应法、磁路法、超导量子干涉测量法等。
这些方法可以测量不同磁场范围内的磁化曲线，从而获得关于材料磁性的丰富信息。
三、磁滞回线的测量磁滞回线是指在外界磁场作用下，磁性材料的磁化强度和磁场强度之间的关系曲线。
磁滞回线的测量可以帮助我们了解材料的磁化和磁化反转过程。
常用的测量方法包括磁滞测量仪、霍尔效应法等。
通过对磁滞回线的测量，我们可以了解材料的磁性行为和磁化反转的特点。
四、磁共振测量磁共振是指在外界磁场的作用下，磁性材料的原子核或电子在特定条件下发生共振现象。
磁共振测量可以帮助我们了解材料的磁性行为和内部结构。
常用的磁共振测量方法包括核磁共振(NMR)、电子顺磁共振(EPR)等。
这些方法可以通过测量共振信号的参数，获得关于材料的磁性和结构等信息。
五、超导量子干涉测量超导量子干涉测量是一种先进的磁性测量技术。
它利用超导材料的特殊性质，通过测量超导材料的电流-磁场关系，来获得关于材料的磁性行为和结构等信息。
超导量子干涉测量具有高精度、高灵敏度等优点，在磁性测量中得到了广泛的应用。
综上所述，物理实验技术中的材料磁性测量涉及到多种技巧与方法。
通过对磁化曲线、磁滞回线、磁共振和超导量子干涉的测量，我们可以了解材料的磁性行为和结构等重要信息。
磁性测量对于研究和应用磁性材料具有重要意义，有助于推进材料科学和工程技术的发展。
超导材料的电磁特性与测量方法
超导材料的电磁特性与测量方法引言超导材料是一类在低温下表现出零电阻和完全抗磁性的材料。
这种特殊的电磁特性使得超导材料在许多领域具有广泛的应用潜力，包括能源传输、磁共振成像、量子计算等。
为了深入了解超导材料的电磁特性，并能够准确测量其性能参数，科学家们开发了一系列先进的测量方法。
本文将介绍超导材料的电磁特性以及常用的测量方法。
超导材料的电磁特性超导材料的电磁特性主要包括零电阻和完全抗磁性两个方面。
零电阻是指超导材料在超导态下电阻为零。
在超导态下，电子与晶格之间的散射被强烈抑制，电流可以在材料中无阻碍地流动。
这种零电阻的特性使得超导材料在能源传输方面具有巨大的优势。
例如，超导电缆可以将电能以高效率传输到远距离的地方，减少能源损耗。
完全抗磁性是指超导材料在超导态下对外磁场表现出完全抗拒的特性。
当超导材料处于超导态时，外加磁场会被超导电流产生的反向磁场完全抵消，使得超导材料对外磁场没有任何响应。
这种完全抗磁性的特性使得超导材料在磁共振成像等领域具有广泛的应用。
超导材料的测量方法为了准确测量超导材料的电磁特性，科学家们开发了一系列先进的测量方法。
一种常用的测量方法是四探针法。
该方法通过在超导材料上施加电流，并在材料表面的不同位置测量电压差来确定材料的电阻。
由于超导材料的电阻为零，所以在超导态下，四探针法测量到的电压差也为零。
通过改变施加的电流大小，可以得到超导材料的临界电流，即材料从超导态转变为正常态的临界条件。
另一种常用的测量方法是交流磁化率测量。
该方法通过在超导材料上施加交变磁场，并测量材料对交变磁场的响应来确定材料的磁化率。
在超导态下，材料对外磁场没有任何响应，所以交流磁化率测量得到的数值为零。
通过改变施加的交变磁场的频率和强度，可以得到超导材料的临界温度和临界磁场等参数。
此外，还有许多其他的测量方法被用于研究超导材料的电磁特性。
例如，磁滞回线测量可以用来确定超导材料的临界磁场和临界电流密度。
磁化率测量可以用来研究超导材料的磁性行为。
材料电磁性能的测量与分析方法研究
材料电磁性能的测量与分析方法研究引言：材料电磁性能的测量和分析是电磁学领域的重要研究课题。
随着科学技术的不断发展，对于材料电磁性能的准确测量以及深入分析的需求也日益增加。
本文将探讨当前主流的材料电磁性能测量技术，并分析其优缺点，并对未来的发展方向进行展望。
一、电磁性能的测量方法1. 传统测量方法传统的电磁性能测量方法主要包括磁滞回线测量法、磁场调制法和电流法等。
其中，磁滞回线测量法是一种直接测量材料磁导率和磁滞损耗的方法，通过在交变磁场下测量材料的磁滞回线来获得相关参数。
磁场调制法则通过对待测材料施加调制磁场，然后测量任意一个频率下材料对调制磁场的响应，从而得到材料的磁导率和磁损耗。
电流法是利用感应定理测量材料的电磁参数，通过在待测材料中施加外加电流，并测量材料中感应电动势的变化，进而推导出相关的电磁参数。
2. 非破坏性测量方法为了提高电磁性能测量的准确性和效率，人们提出了许多非破坏性的测量方法。
例如，微波共振法利用微波场与样品的相互作用，通过观察样品吸收、透射或反射微波的变化来测量材料的电磁参数。
这种方法适用于固体、液体和气体等各种状态的材料测量。
另外，磁力显微镜方法是一种通过扫描探针对待测样品进行磁场扫描并记录磁力图像的方法，从而获得样品的磁矩分布和磁化曲线。
此外，红外热成像方法、光谱分析方法等也被广泛应用于材料电磁性能的测量中。
二、电磁性能的分析方法1. 传统分析方法传统的电磁性能分析方法主要包括磁滞曲线分析法、频率特性分析法和磁滞损耗分析法等。
磁滞曲线分析法通过分析磁滞回线的形状和参数来判断材料的磁性能，例如磁导率、饱和磁感应强度等。
频率特性分析则通过测量不同频率下材料的电磁响应来分析材料的频率特性。
磁滞损耗分析法则通过测量材料在交变磁场中产生的磁滞损耗以及与频率的关系，来分析材料的磁滞损耗特性。
2. 统计学方法随着大数据时代的到来，统计学方法在材料电磁性能分析中得到了广泛应用。
例如，人们使用机器学习算法对大量的电磁测量数据进行分析和建模，从而提取出材料的电磁性能特征。
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平行板电容
A C0 t
真空电容
V I
+
A t
+ + + + + + + +
C
G
C C0 '
介电常数实部
-
I I c + I l V ( jC0 '+G)
那么
如果
G C0 "
I V ( jC0 )( ' j " ) V ( jC0 )
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Page 8
复介电常数
介电常数描述了材料与外加电场间的相互作用，通常与频率和 温度相关
' " r r j r 0
存储
Permittivity
1 0 x109 36
F /m
损耗
Loss factor
自由空间中的绝对介电常数
* 0 r
r
输出结果
r and r r r r
ng/4 ng/4
g/2
Arbitrary dielectric back
S11
g/2
r
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是德科技 材料测试解决方案
是德科技（中国）有限公司 以是为本 以德致远 专注测量75载 是德科技 材料测试解决方案 Page 28
细长探头
•0.500 – 50GHz •低成本 •可用于狭窄空间和小尺寸样品 •仅适合于液体和软的固体材料
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是德科技 材料测试解决方案
Page 29
Page 17
哪种方法最合适？
取决于：
• • • • • • • • • • • 频率范围 大概的 r 和 r 所需要的测量精度 材料属性 材料形状(例如液体、粉末、固体) 样品大小限制 破坏性或非破坏性 能接触或不能接触 温度 成本 等等
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目录
– 材料电磁特性测量基础 – 材料测试方法
是德科技 材料测试全面解决方案
Page 16
– 材料测试方案
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测量方法
平行 电极 传输线 /自由空间
同轴 探针 谐振腔
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是德科技 材料测试解决方案
Page
在航空航天/国防中的应用
雷达吸波材料以及隐身材料 • 微波吸波材料 • 用来控制天线中的雷达发射或者不 被雷达探测到 • 柔韧或者刚硬的薄片，泡沫或涂料 天线罩材料 • 用来保护天线，同时可允许信号通过 • 保护天线系统免受外部环境影响的结构物 • 天线罩材料经历如下发展：氧化铝陶瓷→微晶 玻璃→石英陶瓷→陶瓷基复合材料，并逐步向 宽频带、多模通讯与精确制导方向发展
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高频平行板法(16453A)
从C和D中自动计算r 频率范围 1MHz到 1GHz 样品必须是平的、 光滑薄片
适合平板、PCB、薄膜 精度：典型为 1% for r’ , and 5% 0.005 for tan
是德科技 材料测试解决方案 Page 25
同轴探针法
固体
半固体 (粉末)
Reflection (S11)
液体
S11
r
是德科技 材料测试解决方案
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Page 26
同轴探头
高温探头 细长探头
高性能探头
方法特点： • 宽频 • 简单、方便(非破坏性) • 有限的r 精度和tan 低损耗精度 • 最适合液体或半固体
材料要求： • 样品厚度为“半无限大” • 非磁性材料 • 各向同性 • 平板 • 没有缝隙
是德科技 材料测试解决方案
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高温探头
Flange
Measuring Aperture
3mm
•0.200 – 20GHz (和阻抗分析仪联用时下限频率0.01GHz) •温度范围 -40 – 200 º C •可用于腐蚀性液体 •法兰设计适合平面固体材料
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绝对介电常数
相对介电常数
是德科技 材料测试解决方案 Page 9
损耗角正切
'' r
r
' r
" r " tan ' r '
1 每个周期损耗的能量 tan D Q 每个周期储藏的能量
D
损耗因子
Q
品质因子
是德科技 材料测试解决方案
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Page 10
磁导率
磁导率描述了材料与磁场的相互作用
' " r jr 0
存储
损耗
0 4x107
H /m
自由空间中的磁导率
* 0r
r
绝对磁导率
相对磁导率
是德科技 材料测试解决方案 Page 11
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是德科技 材料测试解决方案
Page 23
电磁波传播
or Z0
TEM
Air
Z
r'
' 0
MUT
r'
阻抗更低 波长更短 速度更慢 幅度衰减
or Z0 is the free-space impedance which is 120 = 367 W.
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介电特性作用机制
Ionic Conductivity
F
T E
Electric Polarization
F
+
' r
Dipolar (Rotational)
+
极化方向变化
+ -
+
Ionic
Atomic
-
Electronic
10
3
'' r
材料测试应用领域
电子
• • • • • 衬底 电容 PCB 铁氧体 传感器
国防/军工
• 吸波材料 • 雷达天线 罩 • 隐身技术
工业
• 陶瓷和复 合材料 • 水凝胶 • 涂料 • 塑料和聚 合物 • 橡胶
食品和农业
• 食品保鲜 研究 • 微波食品 开发 • 包装 • 含水测试
林业
• 木材/纸中 的水分 • 含油量分 析
高性能探头
兼具高温和高频性能
• 0.500 – 50GHz • 温度范围 -40 – 200 º C • 两端封闭，最坚固的探头 • 可经高压灭菌，适用于食品，医疗，化工等行业
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同轴探头方法
方便、容易使用 一般要求样品厚度 > 1 cm （ 典型） 固体表面必须是平的
0.6
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 10 20 30 40 50 60
1 r' 1 + r'
r'
灵敏度高
Z 0 120 Z
70 80 90 100
Dielectric Constant
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r'
Transmission (S21 )
同轴
S11
r
S21
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r
是德科技 材料测试解决方案 Page 32
传输线法
波导
材料要求: 样品填满夹具的截面 样品和夹具壁之间不存在缝隙 表面光滑，平坦，垂直于传输线的长轴 各向同性
同轴
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在电子通信中的应用
人体组织液 • 用来测量电磁辐射对人体的影响 • 手机入网EMC检测室会涉及到这项 指标的测试 • 通常为冻胶或厚的胶体 PCB衬底 • 通常为FR4，陶瓷等 陶瓷材料
弛豫时间常数t
20o C的水
100
t ：一个稳定极化的系统 极化方向变为随机所 需要的时间
' r
10
1 t c 2f c
Debye equation : ( ) +
1
1/t处能量损耗最大
" r
1
1 10 100
f, GHz
s 1 + jt
Page
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是德科技 材料测试解决方案
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在生物/医学/化学以及新材料的应用
癌症研究 • 区分出恶性细胞和良性细胞 纳米材料 • SMM微波扫描显微镜
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