关于微波易混淆的几个物理概念
微波知识50题
1、微波的波长微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。
微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。
2、微波的性质微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。
对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。
而对金属类东西，则会反射微波。
3、介质的穿透性通过不同介质时，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。
4、天波与地波天波是靠电磁波在地面和电离层之间来回反射而传播的。
天波是短波的主要传播途径。
短波信号由天线发出后，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以多次反射，因而传播距离很远(可上万公里)，而且不受地面障碍物阻挡。
但天波传播的最大弱点是信号很不稳定的，处理不好会影响通信效果。
沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波，传播时无线电波可随地球表面的弯曲而改变传播方向。
长波无线电之传递，以地波为主。
其折射率在海面与平原之吸收率均较小。
在传播途中的衰减大致与距离成正比，因受气候影响甚微，在有效距离内通信可靠。
5、卫星通信卫星通信是地球上(包括陆地、水面和低层大气中)无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站而进行的空间微波通信，卫星通信是地面微波接力通信的继承和发展。
我们知道微波信号是直接传播的，因此，可以把卫星通信看作是微波中继通信的一种特例，它只是把中继站放置在空间轨道上。
6、卫星通信使用哪些频段？由于卫星处于外层空间，即在电离层之外，地面上发射的电磁波必须能穿透电离层才能到达卫星；同样，从卫星到地面上的电磁波也必须穿透电离层，而在无线电频段中只有微波频段恰好具备这一条件，因此卫星通信使用微波频段。
微波的概念及其应用
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微波的本质是电磁波，它同样具有 包括透射、反射、干涉、偏振、衍射及 伴随着电磁波存在能量传输等的波动特 性，这些特性使得微波的产生、放大、 辐射和传输等相关问题都与普通的交流 电和无线电不同。在微波系统当中，元 件的电性能不能被当作是集总的，由于 微波系统不存在导线式电路，直流电、 交流电的传输特性参数还有电感、电容 等的概念也就没有了它们确切的意义。 在微波领域当中，一般应用“场”的概 念来研究系统内的电磁波结构；同时， 使用频率、功率、驻波、阻抗等作为测 量微波的基本量。 ３ 微波的特点、应用及发展 ３．１ 微波特点 似光性和似声性、穿透性（有些物 体不能穿透）、非电离性、信息性（应 用主要方向）、分布参数特性等。 ３．２ 微波传输线 同轴线；带状线；微带线，微带线 可以做集成电路，因而应用极其广泛； 波导（传输大功率）有方形、矩形、圆 柱体，按一定模式规则分布。 ３．３ 微波应用 构成雷达。通信领域：卫星电视等， 移动通信 900 MHz 或 1 800 MHz。导航应 用、GPS 全球定位系统。干扰和抗干扰 及微波探测。微波测速。微波理疗。微 波加热。微波能量武器。微波能量传输。 微波标签、天文的应用。 ３．４ 微波的发展方向 工作频段不断向高频段扩展。微波 元器件及整机设备不断向小型化、宽频 带发展。微波系统不断向自动化、智能 化和多功能化方向发展。 作者简介：赵雪（1965-），男，山 西忻州人，工程师，研究方向：广播技 术发射工作。
和 2 450 MHz 这两个被广泛使用。当前， 还没有大功率工业设备适合较高的两个 频段。 ２ 微波电路的分析 对于现代广播发射技术而言，微波 有着很主要的作用，在信号传输方面， 微波信号和卫星信号都是微波。纵观“左 邻右舍”它处于超短波和红外光波之间， 因而研究它我们必须有计算机、路的概 念、波的知识和分析方法。 微波技术的基础研究理论是十分经 典的电磁场理论，电磁波特性的分析主 要包括两种方法。 其中第一种是基于 “场” 的研究方法，也就是由麦克斯韦方程作 为出发点，在特定的边界条件下求解电 磁波动方程，得出场量的时空变化规律， 研究电磁波沿线的多种传输特性；第二 种是基于“路”的研究方法，也就是把 传输线当作分布参数电路进行处理，利 用基尔霍夫定律建立起传输线方程，求 解得出线上电流以及电压的时空变化规 律，研究电流和电压的多种传输特性。 实际上，这两种研究分析方法是紧密相 关的，很多方面两者相互补充。因为在 微波领域中所有的电磁现象都是随时间 和空间而变化物理过程，有的易用“路” 的方法处理，因此电路理论中的许多概 念和方法在这里同样具有重要的地位。 另一些电磁现象确易用“场”的方法。 有时对同一电磁现象既可用 “路” 的方法， 也可用“场”的方法，两种方法只是分 析同一问题的不同途径。在微波电路中 用到计算机辅助分析与优化设计的知识， 常用的微波仿真软件为 HFSS。 微波波段在人体尺寸的范围内表现出 强烈的波动性，1.5 ～ 2.0 m 是人体的特征 尺寸；0.1 mm 约一根半头发丝的粗细，是 人体尺寸特征的下限，所以我们在微波波 段要用麦克斯韦方程波动力学加以解决。
微波知识简介
干馏厂培训课件微波知识简介课件编制：王波二〇一二年八月微波微波是波长在一定范围内的电磁波。
微波技术是20世纪初发展起来的，特别是第二次世界大战中雷达的研制加速了微波技术的发展，使其成为一门独立的学科。
它是高等工科院校电子类专业的一门重要技术基础课。
电磁波是电磁场的一种运动形态。
电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。
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。
电磁波谱普通无线电波段的划分波段名称波长范围频率范围波段名称超长波105~104m 3kHz~30kHz 超低频(ULF)长波104~103m 30kHz~300kHz 低频(LF)中波103~102m 300kHz~3MHz 中频(MF)短波102~10m 3MHz~30MHz 高频(HF)1一、微波及其特性1、微波的概念及波段的划分微波：频率为300MHz − 3000GHz的电磁波，对应的波长1m −0.1mm 。
（1G =103 M，1M=106）（频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。
）一般将微波分为四个波段：分米波、厘米波、毫米波、亚毫米波。
微波的频率很高、波长很短，主要有以下特点：1. 似光性微波的波长很短，其传播特性与光相似：直线传播，有反射、折射、绕射、干涉等现象，某些几何光学原理仍适用于微波。
（对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。
对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。
而对金属类东西，则会反射微波。
）2. 穿越电离层的透射特性地球外围有对流层、同温层、电离层和外层大气等。
2电离层对波长较长的电磁波产生强烈的折射和吸收。
微波利用本身的高频震荡，可穿越电离层直至外层空间，从而开辟了无电线波谱中的一个“宇宙窗口”。
微波技术与天线 必考知识点 复习
微波必考知识点复习1、微波是一般指频率从300M至3000GHz范围内的电磁波，其相应的波长从1m 至0.1mm。
从电子学和物理学的观点看，微波有似光性、似声性、穿透性、非电离性、信息性等重要特点。
2、导行波的模式，简称导模，是指能够沿导行系统独立存在的场型，其特点是：（1）在导行系统横截面上的电磁波呈驻波分布，且是完全确定的。
这一分布与频率无关，并与横截面在导行系统上的位置无关；（2）导模是离散的，具有离散谱；当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数；（3）导模之间相互正交，彼此独立，互不耦合；（4）具有截止特性，截止条件和截止波长因导行系统和因模式而异。
3、广义地讲，凡是能够导引电磁波沿一定的方向传播的导体、介质或由它们组成的导波系统，都可以称为传输线。
若按传输线所导引的电磁波波形（或称模、场结构、场分布），可分为三种类型：（1）TEM波传输线，如平行双导线、同轴线、带状线和微带线，他们都是双导线传输系统；（2）TE波和TM波传输线，如矩形、圆形、脊形和椭圆形波导等，他们是由金属管构成的，属于单导体传输系统；（3）表面波传输系统，如介质波导（光波导）、介质镜象线等，电磁波聚集在传输线内部及其表面附近沿轴线方向传播，一般是TE或TM波的叠加。
对传输线的基本要求是：工作频带宽、功率容量大、工作稳定性好、损耗小、易耦合、尺寸小和成本低。
一般地，在米波或分米波段，可采用双导线或同轴线；在厘米波段可采用空心金属波导管及带状线和微带线等；在毫米波段采用空心金属波导管、介质波导、介质镜像线和微带线；在光频波段采用光波导（光纤）。
以上划分主要是从减少损耗和结构工艺等方面考虑。
传输线理论主要包括两方面的内容：一是研究所传输波形的电磁波在传输线横截面内电场和磁场的分布规律（也称场结构、模、波型），称横向问题；二是研究电磁波沿传输线轴向的传播特性和场的分布规律，称为纵向问题。
横向问题要通过求解电磁场的边值问题来解决；各类传输线的纵向问题却有很多共同之处。
微波知识点(精华)
绪论1、微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段。
频率（300MHz —3000GHz）。
波长（1m—0.1mm ）微波分为：分米波、厘米波、毫米波、亚毫米波。
特点：似光性、穿透性、热效应特性、宽频带特性、散射性、抗低频干扰特性视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。
第一章2、微波传输线：是用以传输微波信息和能量的各种形式传输系统的总称3、T EM波指①无纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波②电矢量和磁矢量都与传播方向垂直TE波指电矢量与传播方向垂直，或者说传播方向上没有电矢量TM波是指磁矢量与传播方向垂直4、特性阻抗：传输线上导行波电压与电流的比值：①Z0= U:）（定义式），乙=厝恰（推出来的），仅由传输线自身的分布参数决定而与负载及信号源无关。
②对于均匀无耗传输线:Z0 =.；③平行双导线传输线的特性阻抗：Z0 =〕丝|门（d为传输线直径，D为间距，E r为相对介电常数，常用的特… d 性阻抗：250 Q , 400 Q , 600 Q )^In b（a,b分别为内外导体半径，常用的特性阻抗:④无耗同轴线的特性阻抗：Z0=50 Q , 75 Q)；r ：'5、传播常数Y是描述传输线上导行波沿导波系统传播过程中衰减和相移的参数。
, 是衰减常数，dB/m。
是相移常数，rad/m6、输入阻抗是传输线上任意一点Z处的输入电压与输入电流之比，——7、输入阻抗与特性阻抗的关系：Z in（z）=Z0fj茫8 反射系数：传输线上任意一点反射波电压（电流）与入射波电压（电流）的比值，】u = （定义式）U H6z）推出：«z）= r e42（z，其中=乙一Z° = K|e j°（『1为终端反射系数）乙+ Z0合起来就是：F（z）= - e j（^闵（指任一点的反射系数）对于均匀无耗传输线，】⑵大小均等，沿线只有相位按周期变化，周期为一,也就是一重复性（）2 2Z -Z 19、对于-1 1 0，①当乞时，丨=0,此时传输线上任一点的反射系数都等于0,称之为负载匹配②当乙=Z0Z21 *Z0时，有反射波，不匹配1+『（）10、输入阻抗与反射系数的关系：Z in（z）二Z00■（知道一个就可以推出其他的）1-r（z）11、驻波比：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅的比值为电压驻波比驻波比的取值范围是1:：:::;当传输线上 无反射时,驻波比为1,当传输线 全反射时,驻波比趋于 无穷大。
简明微波知识点总结
简明微波知识点总结一、微波的产生微波是电磁波的一种，其频率范围通常定义为300MHz至300GHz。
微波的产生主要有以下几种方式：1. 电子运动产生的微波：当高速电子在磁场或者电场中运动时，会产生微波辐射。
这种产生微波的方式叫做“同步辐射”，是一种重要的微波源。
2. 电子射频振荡器产生的微波：电子射频振荡器是一种专门用来产生微波的设备，其工作原理是通过调谐某些特定的谐振频率，使得电子在强电场中振荡产生微波。
3. 微波管放大器：微波管放大器是一种设备，通过将微波信号输入到管中，然后通过电磁场的作用来放大微波信号。
4. 光学激光器产生的微波：激光器可以通过频率加倍或者调制的方式产生微波。
二、微波的特点微波具有一些独特的特性，使得它在很多领域有着广泛的应用：1. 穿透性强：微波在穿透物质时，能力比可见光和红外线更强。
这使得微波可以穿透一些通常不透明的物质，如水、塑料、衣物等。
2. 热效应：微波在物质中的能量损耗主要表现为产生热效应，这种热效应可以被应用于微波加热、烤箱等领域。
3. 反射和折射：微波在遇到边界时，会发生反射和折射现象。
这种特性被广泛应用于雷达、卫星通信等领域。
4. 定向传播：微波可以通过定向天线进行传播，这使得微波通信有着更多的灵活性和可靠性。
三、微波的应用由于微波具有穿透性强、热效应明显、定向传播等特点，使得它在很多领域有着广泛的应用：1. 通信领域：微波被广泛应用于通信领域，如无线电、卫星通信、雷达等。
通过微波通信技术，可以实现远距离、高速、高效率的信息传输。
2. 医疗领域：微波被应用于医学诊断和治疗领域。
如微波成像技术、微波治疗设备等，已经成为现代医疗的重要技术手段。
3. 加热领域：微波加热技术被广泛应用于食品加热、工业加热等领域。
由于微波在物质中的能量损耗主要表现为产生热效应，因此可以实现快速、均匀的加热效果。
4. 安全检测领域：微波成像技术被应用于安全检测领域，如机场安检、建筑结构探测等。
微波概念整理
()S V A d S A dV ⋅=∇⋅⎰⎰⎰⎰⎰x y z A A A div A A x y z∂∂∂=++=∇⋅∂∂∂电磁场与微波知识整理（一）概念微波是指频率为300MHz-300GHz 的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。
微波是一种频率非常高的电磁波，对应的~波长范围：1m~0.1mm ，波长=波速/频率，对应的频率范围：3×108 Hz ～3×1012 Hz 。
微波的特性：似光性（定位天线）、频率高（多路通信）、穿透电离层（天文学研究）、量子特性（微波波谱学）。
当λ<<物体尺寸时具有似光性，易于实现窄波束定向辐射，且视距传播。
微波技术的发展应用技术发展方向：工作频段向高频段发展，小型化、宽带化，自动化、智能化。
技术应用（微波应用）：雷达、通信、科学研究、生物医学、微波能。
人物：奥斯特（电磁学的开山祖师）、法拉第（19世纪电磁学领域最伟大的实验物理学家）、麦克斯韦（电磁理论创始人）、赫兹（电磁波之父）、库伦（电学和磁学从定性到定量研究的里程碑）、卡文迪许（化学中的牛顿，开创了弱力测量的新时代）等。
方向导数： 梯度：标量场的最大变化率及方向。
通量：矢量有向曲面的量。
散度：通量源在P 处的体密度。
环量：矢量沿闭合曲线的环流。
旋度：矢量场在P 处沿法向的环量面密度。
G u grad u =∇=x y z a a a x y z ∂∂∂∇=++∂∂∂SA d S ⋅⎰⎰cos cos cos u u u u αβγl x y z∂∂∂∂=++∂∂∂∂LA d l ⋅⎰x yz x y za a a rot A A x yz A A A ∂∂∂==∇⨯∂∂∂()L S A dl A d S ⋅=∇⨯⋅⎰⎰⎰。
初中物理教学易混淆的几个概念-4页文档资料
初中物理教学易混淆的几个概念初中学生在学习物理概念时，对于一些本质不同，但表面相似的概念很容易混淆，造成了学习物理的困难。
为了使学生学好物理概念，我们必须分析产生的原因，并针对原因采取相应的措施。
下面举几例说明：一、“熔化”与“溶化”不同熔化是指固态物质由于吸热，温度升高到熔点时，由固态变成液态的现象。
而溶化是指固态物体在液体中溶解，与液体相混合的现象。
熔化是固体在一定的温度下进行的，需要吸收热量。
溶化则对温度的要求并不很高，不需要吸收热量。
二、“白气”与“气”的不同日常生活中看到很多“白气”，但它不是气体，它是由于水蒸气遇冷液化成小水滴悬在空气中而成，它是液体。
三、“雾”和“露”都是液化现象“雾”和“露”都是液化现象，学生往往分不清，为什么都是液化现象，却又形成了“雾”和“露”呢？原来，“雾”和“露”虽然都属于液化现象，但它们液化后形成的小水珠有的凝结在空气中的浮尘上，有的凝结在草木、石块的表面上，凝结在浮尘上形成了“雾”，而后者则为“露”。
四、物体密度与物质密度不同物体是由物质组成的一个实体，是物质赖以存在的形式，而物质是客观存在的，是构成物体的材料。
例如：课桌是一个物体，它是由木材、金属、油漆等物质组成，它的密度实质就是课桌的平均密度，称为物体密度。
教师可通过举例帮助学生认识它们之间的区别，以便于能很好的理解物理现象。
五、惯性与惯性定律的区别惯性是物体本身的一种属性。
一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，这种性质称为惯性。
任何物体在任何状态下都有惯性，惯性的大小与物体是否运动、运动状态如何、是否受力都无关，它没有条件限制。
惯性定律则是指物体在“不受外力作用”这一条件下的一种运动规律，它有条件限制，一旦受到外力，就不能保持静止或匀速直线运动状态。
六、压力与重力不同压力与重力是性质不同的两种力。
一是产生的原因不同。
压力是由于两个接触的物体相互挤压而产生的力，其性质属于弹性力；重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，其性质属于引力。
微波及其特点课件
微波炉
2.45GHz
微波及其特点
二、微波的特点
1.似光性（波长短）
微波波长较短时： 当微波的波长比地球上的宏观物体(如飞机、舰船、导弹、
卫星、建筑物等)的几何尺寸小得多时，微波照射到这些物 体上时将产生强烈的反射。
此直线传播的特点与几何光学相似，故可以说微波具有 “似光性”。利用这一特殊，可以制成体积小、方向性很强 的微波天线，用来发射或接收微弱的微波信号，从而为雷达、 微波中继通信、卫星通信和导弹等提供必要条件。
频率范围 GHz
1.12～1.70 1.70～2.60 2.60～3.95 3.95～5.85 5.85～8.20 8.20～12.40 12.40～18.00 18.00～26.50
波段 代号 Ka
Q U M E F G R
标称 波长cm
0.8 0.72 0.60 0.48 0.40 0.26 0.17 0.11
微波及其特点
2. 频率高
因为微波波段的振荡周期在10-9~10-13s数量级，而普通电真 空器件中电子的渡越时间一般为10-9s数量级，就是说二者属于 同一数量级。于是，在低频时被忽略了的电子惯性，亦即电磁 波与电子间的相互作用、极间电容和引线电感等的影响就不能 再忽视了。普通电子管已不能用做微波振荡器、放大器或检波 器了，代之而来的则是建立在新的原理基础上的微波电子管、 微波固体器件和量子器件，同时伴随频率的升高、高频电流的 趋肤效应、传输系统的辐射效应以及电路的延时效应（相位滞 后）等明显地表露出来。
微波简介
微波微波是指频率为0.3GHz~300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在0.1毫米~1米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。
微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。
微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
微波的基本性质通常呈现为秔透、反射、吸收三个特性。
对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是秔越而不被吸收。
对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。
而对金属类东西，则会反射微波。
目录1词语概念▪基本信息▪基本解释▪引证解释2微波波长3微波性质▪秔透性▪选择性加热▪热惯性小▪似光性和似声性▪非电离性▪信息性4微波产生5微波萃取原理6热效应7非热效应8加热原理9杀菌机理10其它应用1词语概念编辑基本信息词目：微波拼音：wēibō注音：ㄨㄟㄅㄛ反义词：巨浪基本解释1、[ripple]∶微小的波纹；2、[microwave]∶指波长在0.1mm~1m之间无线电波。
引证解释1. 微小的波浪。
汉刘向《新序·杂事二》：“引纤缴，扬微波，折清风而殒。
” 唐许浑《泛五云溪》诗：“急濑鸣车轴，微波漾钓筒。
” 宋朱熹《喜晴》诗：“冲颷动高柳，渌水澹微波。
”峻青《秓色赋·海娘娘》：“每当晴朗的早晨或是静谧的月夜，海上风平浪静，微波不兴。
”2. 犹余波。
汉司马相如《封禅文》：“俾万世得激清流，扬微波，蜚英声，腾茂实。
” 南朝梁锺嵘《诗品》卷上：“ 永嘉时，贵黄老，稍尚虚谈。
于时篇什，理过其辞，淡乎寡味，爰及江表，微波尚传。
” 卷盦《<蔽庐丛志>序》：“景丛志而仰止，羗寄意於微波。
”3. 指女子的眼波。
三国魏曹植《洛神赋》：“无良媒以接懽兮，托微波而通辞。
” 清黄遵宪《都踊歌》：“中有人兮通微波，荷荷！贻我钗鸾兮餽我翠螺，荷荷！”高旭《赠沉孝则》诗：“惆怅佳人留片影，愿将心事托微波。
”4. 物理学名词。
指波长较短的电磁波。
如：无线电通信中指波长在1毫米至十米之间的电磁波。
微波
微波概念
三、波动的客观性和主观性
例1 50周市电，要做1∶1示波器看相位 90°变化的1/4波长，示 波器幅面要从西安到北京 ( 约 1500km) 。绕地球一圈只有三个波长。 因为
c 3 108 6 106 m 6000km f 50
图0-4 波长长的情况
微波概念
三、波动的客观性和主观性
(a) (1) (b)
3. Maxwell 方程还指出电磁转化有 H jω E J 一个重要条件，即频率ω。写出单 色波频域的 Maxwell 方程为（ 2 ）式。 E jω H
(2）
频率越高，电磁转换越有效； 但频率越高，越难输出功率。
微波概念
无 线 电 波 视 频 射 频
微波频率范围：300MHz～3000GHz 对应空气中波长：1米～ 0.1毫米
一、什么是微波？
微 波 光 波 可 见 光 红 外 线 紫 外 线 宇 宙 射 线
x 射线
15 18
射线
f (Hz)3
(m) 10
8
3 10 105
3
3 10 10
2
6
3 10 10
1《简明微波》，梁昌洪 编著，高等教育出版社，2006 2《微波技术基础》，廖承恩 编著，国防工业出版社，1984 3《微波技术与天线》，刘学观 编著，西安电子科技大学出版 社，2001 4《微波技术与天线学习指导书》，郭辉萍，西安电子科技大 学，2002 5《Foudations for Microwave Engineering》，Celin， R.E，McGraw-Hill Co.，New York，1996 6《The Microwave Engineering Handbook》，Bradfork L.Smith,Michel-Henri Carpentier，VanNostrand Reinhold， 1st ed edition,February 1993
【单元练】2021年高中物理选修2第四章【电磁振荡与电磁波】经典测试题(答案解析)
一、选择题1．第一位通过实验证实电磁波存在的物理学家是（ ）A ．赫兹B ．麦克斯韦C ．法拉第D ．普朗克A 解析：A1864年，英国青年物理学家麦克斯韦在研究了当时所发现的电磁现象的基础上，建立了麦克斯韦电磁理论，并预言了电磁波的存在；1888年，德国青年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。
故选A 。
2．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）A ．把带电体和永磁体放在一起，可在其周围空间中产生电磁波B ．手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的C ．医院中用于检查病情的“B 超”是利用了电磁波的反射原理D ．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线B解析：BA ．变化的磁场、电场才能产生电磁波，A 错误；B ．手机、电视、光纤通信都可以用电磁波来传递信息，B 正确；C ．医院中用于检查病情的“B 超”利用了超声波的反射原理，C 错误；D ．车站、机场“透视”行李箱的安检装置是利用X 射线的穿透性来成像的，D 错误。
故选B 。
3．要提高LC 振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是（ ）A ．增加辐射波的波长B ．使振荡电容器的正对面积足够小C ．尽可能使电场和磁场分散开D ．增加回路中的电容和电感B解析：B理论证明，电磁波发射本领(功率)与f 成正比，电磁场应尽可能扩散到周期空间，形成开放电路，f =，4r S C kdεπ=，要使f 增大，应减小L 或C ，故选B 。
4．下列有关电磁波的说法正确的是（ ）A ．麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在B ．周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场C ．电磁波在所有介质中的传播速度均为8310m/s c =⨯D ．微波炉主要利用电磁波中的红光加热食物B解析：BA. 赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在，A 错误；B. 周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，B 正确；C. 电磁波在真空中传播速度等于8310m/s c =⨯，C 错误；D. 因为红外线有热作用，微波炉主要利用电磁波中的红外线加热食物，D 错误。
微波基础知识简介
二端口微波网络
a1和b1分别为端口1的归一化入射电压波 a1和b1分别为端口1 和反射电压波；a2和b2分别为端口2 和反射电压波；a2和b2分别为端口2的归 一化入射电压波和反射电压波
二端口微波网络的输入和输出之间的关系可以表示为 （1）
b1 a1 即 = [S ] b 2 a 2
功率计— 功率计—用来测量功率的大小 信号发生器 —可以产生CW及各种调制的微波信号 可以产生CW及各种调制的微波信号
开关时间及开关恢复时间的测试方法
详见WORD文档示例 详见WORD文档示例
F = Si / N i So / N o Si Ni No G ⋅ Ni + N x ' = = = =1+ Nx Si ⋅ G G ⋅ Ni G ⋅ Ni No
式中Nx是出现在放大器的输出端，由放大器内部产生的 式中Nx是出现在放大器的输出端，由放大器内部产生的 噪声。 NF=10logF 即 NF=10log（ NF=10log（N ） 所以，噪声系数NF就代表了放大器自身噪声贡献的大小。 所以，噪声系数NF就代表了放大器自身噪声贡献的大小。
常用测量仪器的使用 及微波基础知识简介
一、微波简介
什么是微波？ VHF(甚高频) VHF(甚高频) 亚毫米波
频率:30~300MHz；波长:10~1m 频率:30~300MH 频率:300~3000GHz；波长:1~0.1mm
什么是微波
绪论§0.1 什么是微波微波定义：λ=0.1mm~1m, f=300MHz~3000GHz的电磁波。
因为波长很短，所以称为微波。
微波在电磁波谱中的位置如下表所示。
表0.1-1 电磁波的频谱因为整个微波频段较宽，而器件特性与工作频率密切相关，所以，同一器件在微波的不同频率处器件特性也可能有很大差别，为此，人们还把微波波段进一步细分为分米波，厘米波，毫米波和亚毫米波四个波段。
工程上，根据器件随频率的变化规律，还将微波波段进一步划分成几个波段，并以不同的字母来表示，如表0.1-2所示。
这种波段划分方法在微波领域应用很广。
表0.1-2微波常用波段代号同一微波器件在不同频段工作时特性不同，所以，在设计和应用器件时一定要注意工作频率。
§0.2 微波的特点微波与其他波段的无线电波相比，波长要小得多，相应的频率也高得多。
这种数量的变化引起了电磁波性质的变化，使得微波具有一系列不同于其他波段无线电波的特点，所以要对微波进行专门研究。
微波的主要特点：1．微波的频带很宽。
微波的频带（GHz GHz f 3000)3.03000(≈-=∆）比无线电波其他波段频带的总和（Z MH MH z f 300.)0300(=-=∆）还要宽10000倍。
这么宽频谱空间的开发将大大缓解频谱空间的拥挤现象。
2．微波的波长很短，具有类似于光波直线传播的特性，因此它特别适合于无线电定位，即雷达技术的需要。
微波技术的迅速发展正是与第二次世界大战中雷达的发展紧密联系在一起的。
3．微波的频率很高，这使之在应用上能适合于宽频带技术的要求。
大容量信息传输（如多路电话和电视信号的传输）要求无线电设备具有较大的绝对频带宽度（f ∆），但增加无线电设备的带宽受到技术的限制，注意：这里的带宽指的是相对带宽，即0f f ∆，其中，0f 为载波频率。
因此，在不增加设备制造难度，即在设备相对带宽一定的情况下，提高载波频率就可以使设备的绝对带宽增加，因为微波频率很高，所以，用微波做载频可以很容易地实现大容量信息传输。
微波技术常考知识点
微波技术常考知识点一、知识概述《微波技术常考知识点》①基本定义：微波就是频率在300MHz - 300GHz之间的电磁波。
简单说吧，就像咱们手机通信或者微波炉加热用的那种电磁波，不过它的频率范围是特定的这么一段。
②重要程度：在电子信息工程之类的学科里可是相当重要的。
它是现代通信、雷达等多种技术的基础。
就好比盖房子，微波技术就是那些很关键的砖头。
如果不懂这个，好多关于无线技术的东西就理解不了。
③前置知识：你得先掌握基本的电磁学知识，像电场、磁场是咋回事，麦克斯韦方程组（虽然不用精通到能推导，但是大概原理要知道）。
还有就是简单的电路知识，毕竟微波也涉及到能量传输啥的。
④应用价值：实际应用太多了。
微波炉就是很常见的例子，微波在炉子里不断来回反射，让食物的水分子跟着它振动，就把食物加热了。
还有通信方面，像4G、5G网络很多频段都是微波频段，能把咱们手机的信息快速传出去传回来。
二、知识体系①知识图谱：微波技术在整个电子通信相关学科里像是一个枢纽。
它连接着各种无线通信、雷达探测，一边连着基础的电磁理论，一边又关联着很多复杂的系统工程。
②关联知识：和电磁场理论关联可紧密了，很多公式都是从电磁场那些理论推导来的。
还有和电路知识也有关，像微波电路就涉及到传统电路理论的一些延伸。
跟通信原理更是离不开，因为微波就是通信的一种传输载体。
③重难点分析：掌握难度就在于它concept（概念）不容易理解得透彻。
像波导（一个特殊的能让微波传输的部件），概念理解起来有点抽象。
关键点就是要弄清楚微波在各种传输部件中的特性。
④考点分析：在考试里可以说非常重要。
考查方式么，很多都是考微波的特性、传输参数，有时候还会出一些关于微波电路设计的小题目。
比如出个微波某部件的传输损耗相关题目。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：比如微波的波长这个概念。
微波波长很短，在毫米到分米这个量级。
它决定了很多微波的特性，像在小尺寸的天线里，短波长的微波就能方便地让天线实现小型化。
微波知识点总结
微波知识点总结微波是一种电磁辐射波，其频率范围通常被定义为30GHz到300GHz之间。
微波技术在通信、雷达、天文学、材料处理和烹饪等领域有着广泛的应用。
本文将介绍微波的基本原理、特性、应用和安全注意事项。
一、微波的基本原理微波是一种电磁波，其频率高于无线电波和低于红外线波段。
微波的波长通常在1mm到1m之间，因此它们的波长比可见光长得多，而比无线电波短得多。
微波的产生主要有两种方式，一种是通过天线接收自然界中产生的微波，另一种是通过电子设备产生微波。
在接收自然界中产生的微波时，需要用到微波接收天线和微波接收机。
而在电子设备中产生微波时，则需要用到微波发射器。
微波的传播主要有两种方式，即自由空间传播和波导传播。
自由空间传播是微波通过空间传播，而波导传播则是微波通过波导进行传播。
自由空间传播适用于空间通信和雷达系统，而波导传播适用于微波通信和微波设备中的微波传输。
二、微波的特性1. 与电磁波的相互作用微波的传播特性主要受其频率和波长的影响。
由于微波的波长较短，它们可以更好地适应高频信号的传输，因此在通信和雷达系统中有着重要的应用。
2. 高频率微波的频率通常在30GHz到300GHz之间，因此它们具有较高的穿透能力和分辨率，可以用于无线通信、雷达探测和医学诊断等领域。
3. 衰减特性微波在大气中的传播会受到吸收、散射和折射等因素的影响，因此它们的传播距离比较有限。
此外，微波在大气中的传播过程中还会受到气候条件和大气层的影响，因此在无线通信和雷达系统中需要对其进行信号处理和校正。
4. 穿透性微波在一些特定的材料中具有较强的穿透能力，如玻璃、陶瓷和塑料等材料，因此它们可以被用于材料处理和医学成像中。
5. 辐射微波可以被用于辐射加热和干燥，其能量可以迅速转化为热能，因此在食品加热和化工生产中有着广泛的应用。
三、微波的应用1. 通信微波通信是一种通过微波进行传输的无线通信技术，其传输距离较远且传输速度快，因此在移动通信和卫星通信中有着广泛的应用。
微波：波速、相速、群速和能量传输速度的区别与联系_
••••••••••••••当前位置：›微波：波速、相速、群速和能量传输速度的区别与联系微波：波速、相速、群速和能量传输速度的区别与联系波速、相速、群速、能量传输速度1、定义波速（wave celerity）：单位时间内波形传播的距离，以波长与波周期之比表示.V=入/T.相速(phase velocity)：相速度,单一频率的正弦电磁波波的等相面（例如波峰面或波谷面）在介质中传播的速度v=c/n，c为自由空间中的光速，n为介质对该频率电磁波的折射指数。
在理想介质中，电磁波的相速仅与介质参数有关.群速(group velocity)：（1）、波列作为整体的传播速度（2）波群传播的速度。
波的群速度，简称群速，是指波的包络传播的速度。
实际上就是波实际前进的速度。
群速是一个代表能量的传播速度。
概念引入原因：实用系统的信号总是由许多频率分量组成，在色散介质中，各单色分量将以不同的相速传播，因此要确定信号在色散介质中的传播速度就发生困难，为此引入群速的概念，它描述信号的能量传播速度。
能量传播速度：群速是波群的能量传播速度.2、相互关系（1）相关概念非色散介质：无线电波在介质中传播时，介电常数ε与频率无关，波的传播速度也与频率无关的介质；色散介质：与此相反，如果介电常数ε或传播速度v与频率有关的介质.正常色散：一切无色透明介质在可见光区域均表现为正常色散。
特点：波长变大时，由v=λf,频率不变，则V增大。
而n=c/v，则折射率值n变小，角色散率D变小。
反常色散：在某些波段会出现，波长变大时折射率值增大的现象，这称为反常色散。
反常色散同样是物质的普遍性质。
反常色散与选择吸收密切相关，即在发生物质的选择吸收波段附近出现反常色散。
角色散率：由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件（光栅方程）：dsinθ=kλ（k＝ 1， 2，…， n）光栅方程对λ微分，就可得到光栅的角色散率：ψ=Δθ/Δλ=k/dcos.角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，随着k的增大，色散率也就越大。
微波炉和电磁炉的几个物理知识
微波炉和电磁炉的几个物理知识摘要] 物理知识在我们的日常应用的非常多。
而物理教学中复杂的解题与计算却与生活联系不大。
为了提高同学们的学习兴趣，将所学的物理知识与生活中的东西相联系。
我将一种新兴的家用电器——微波炉和电磁炉的原理作为一个知识点给同学们介绍，不少同学对此产生了强烈的兴趣，提高了学习物理的积极性。
[关键词] 微波炉电磁炉物理原理一、微波炉作为一种新兴电器已步入寻常百姓之家，它不但热效率高，发热快，而且环保节能，使用方便，还不破坏食物中的营养成分，深受人们喜欢。
下面我就给同学们介绍一些有关微波炉中的物理知识。
1、微波是怎样产生的？微波是一种电磁波，它的波长在1mm—1m之间，频率在300—300000MHz范围内。
磁控管是微波炉中发射微波的电子管，它的阴极在低压加热后，产生大量的电子，这些电子在电场和磁场共同作用下，向阳极高速旋转推进，在到达阳极之前，还要通过很多的谐振腔，最后形成2450MHz的微波。
2、微波炉为什么不能加热金属容器内的食物？微波射到金属物质的表面如同光束照射到平面镜上一样，会发生反射而不能透过，不仅无法加热食物，而且微波炉中的微波达到一定的程度，还有可能损坏磁控管。
另外，金属还会因微波照射而放电，引起火花，破坏炉体内的平滑表面，这是非常危险的。
而对于玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料，微波却很容易穿透它们，就如同光束透过玻璃一样。
所以，在微波炉内不宜使用金属容器，而应该使用玻璃、陶瓷而耐高温塑料等非金属材料制作的器皿。
3、微波炉为什么热效率高又加热快？当微波遇到肉类、蔬菜、水果等碳水化合物时，微波被明显的吸收。
微波炉工作时，发射的微波在炉腔内壁来回发射，使微波来回穿过食物，致使微波大量被食物吸收，又因为食物分子的振动频率与微波比较接近，引起食物中的分子共振、摩擦使微波能直接转化为食物中的热能，并且食物内外一起加热，所以加热效率高，加热速度非常快。
4、如何检测微波泄漏？如果微波炉发生泄漏，会造成对人体健康带来损害。
微波概念
一、Maxwell方程组的物理意义
t
0
z Wave
图 1-5
一、Maxwell方程组的物理意义
3. Maxwell方程还指出：电磁转化有一个重要条件， 即频率ω。让我们写出单色波频域的Maxwell方程
H jE J E jH
一、Maxwell方程组的物理意义
于是，历史选择了Maxwell，一批年青的学者总结 出电磁运动规律，即Maxwell方程组。同时，提出了 Newton 力学所没有的崭新概念 —— 场 (Field 的概念 ) 。 Maxwell方程组中独立方程主要表现为前面二个，
即
D H J t E B t
三、场的方法向路的方法转化
［讨论］衡量电磁波的反射和传输，我们引入了反 射系数 和波阻抗 ,波阻抗η与媒质特性( , )相关。 换句话说，媒质的变化影响波的传输。 注记：在这里应该特别强调，没有反射条件，并 不一定是相同的媒质，而只要求 1 2 , 即两者波阻 抗相等。这一思想是波 ( 不仅仅是电磁波 ) 研究中的 一个飞跃。吃透这一思想的竟是一个著名的科幻小 说家 —— 凡尔纳，他根据这一原理，首先写出了脍 炙人口的《隐身人》。 波阻抗是波研究中的重要特征量。
微波与超短波短波相比较大大扩展了通讯通道开辟了微波通讯和卫星通讯微波与光波段比较光通过雨雾衰减很大特别是雾天兰光紫光几乎看不见这正是采用红光作警戒的原因
第1章
微波概念
Microwave Concept
对电磁场与微波专业，《微波技术》是一门最重 要的基础课程。 究竟什么是微波？这是我们关心的首要问题。 从现象看，如果把电磁波按波长(或频率)划分， 则大致可以把300MHz—3000GHz，(对应空气中波长λ 是1m —0.1mm)这一频段的电磁波称之为微波。纵观 “左邻右舍”它处于超短波和红外光波之间。
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关于微波易混淆的几个物理概念
1 为什么只有c λλ<的波才能在波导中传输
答：导行波系统中，对于不同频率的电磁波有两种工作状态——传输与截止。
介于传输与截止之间的临界状态，即由0=γ所确定的状态，该状态所确定的频率称为截止频率，该频率所对应的波长称为截止波长。
由于只有在02<γ时才能存在导行波（否则是凋落波，不传
播），则由0222<-=k k c γ可知，此时应有
22
k k c <
即
ωμεμεω<2c
所以，只有c f f >或c λλ<的电磁波才能在波导中传输。
2 何谓工作波长，截止波长和波导波长？它们有何区别和联系？
答：工作波长就是TEM 波的相波长。
它由频率和光速所确定，即
r r f c ελελ0==光
式中，0λ称为自由空间的工作波长，且f c 光
=0λ。
截止波长是由截止频率所确定的波长（将上式的f 代上f c 即可），且
r c c f c
ελ=
波导波长是理想导波系统中的相波长1（广义上所有的导波系统都可以叫波导），即导波系统内电磁波的相位改变π2所经过的距离。
波导波长与c λλ,的关系为（存在关系比工作波长要长，直角边与斜边的关系）
2
1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=c g λλλ
λ 3 何谓相速和群速？为什么空气填充波导中波的相速大于光速，群速小于光速？
答：相速是电磁波等相位点移动的速度。
群速是电磁波上某一恒定相位点移动的速度。
根据平面波斜入射理论，波导内的导行波可以被看成平面波向理想金属表面斜入射得到的，如图所示。
从图中可以看出，由于理想导体边界的作用，平面波从等相位面D 上的A 点到等相位面B 上的M 点和F
相同的时间内，相位改变量相同（相位改变量除以时间不等于相速度，长度除
1 波导波长是相波长，所以得到是相速度，不要被下标迷惑。
以时间才是相速度）。
这必要求沿→AF 即Z 轴方向的导行波的相速p v 比沿→
AM 方向的平面波的相速v 大。
对于空气媒质，则有光c v p >。
从图中还可以看出，平面波从A 传到M 点，但其能量只是从A 传到E 点，显然AM AE <，故能量传播的速度v v g <。
对于空气媒质，光c v p <，根据相对论，任何物质的运动速度都不能超过光速，所以，群速这一体现电磁波物质特性，表征电磁波能量传播快慢的物理量的确小于光速。
（波导波长v g 乘以f 等于相速度v p ） 4 何谓波导的色散特性？波导为什么存在色散特性？
答：波导中波的相速和群速都是频率（活波长）的函数。
这种相速随频率的变化而改变的特性称为波的色散特性。
因此，波导中传输的导行波属于色散型波。
波导中电磁波产生色散的原因是由波导系统本身的特性所导致的，即波导传输结构特定的边界条件使得波导内只能传输这种相速与频率有关的导行波。
A E F
5 矩形波导中波型指数m 和n 的物理意义如何？矩形波导中波型的场结构的规律怎样？
答：m ，n 表征不同的导行波型的电磁场结构模式。
m 代表沿x 方向场量变化的半驻波数;n 表示沿y 方向场量变化的半驻波数。
根据m ，n 与z E 和z H 的关系可知：对于TM 波，由于0≠z E ，所以m ，n 都不能为零，故没有TM 00，TM n 0，TM 0m 场型;对于TE 波，由于0≠z H ，所以m ，n 都不能同时为零，即没有TE 00场型。
并且由于m ，n 代表的是沿x 和y 方向的半驻波个数，所以很容易由基本场结构“小巢”TE 10，TE 01，TE 11，TM 11构造出其它场型的场结构，只不过是沿x 或y 方向增加若干个TE 10，TE 01，TE 11，TM 11的“小巢”而已。
6 矩形波导中的p v ，g v ，c λ和g λ有何区别于联系？它们与哪些因素有关？
解：
（1）相速
2
1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=c r
p c
v λλε 其大于媒质中的光速，与波导的口面尺寸（截止波长），电磁波的频率（或波长），波导中的媒质及媒质中的光速有关。
（2）群速
21⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=c r
g c v λλε 其小于媒质中的光速，与频率，波导的口面尺寸，波导中的媒质r ε及媒质中的光速有关。
群速，相速，光速的关系是
2
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∙r g p c v v ε光
（3）截止波长
2
22
⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=b n a m c λ 它与传输模式，波导的截面尺寸有关。
（4）波导波长
2
1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=c g λλλ
λ 它与工作波长（频率），截止波长有关。