工程电磁场主要应用状况
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• • • • 我国最大的三个加速器： 北京的高能粒子加速器， 合肥的同步辐射加速器， 兰州的重离子加速器
电磁波的产生：
• 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。
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微波炉 (物质的电结构不同，使其吸收微 波的能力也不同，有些物质不反射不吸收 微波，对微波而言是透明的，水吸收微波 的能力较强，因此能被微波加热；微波使 物质内的分子摩擦，令温度升高)
✲电磁炉
• 现代厨房革命的产物 • 它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生 • 热效率得到了极大的提高，高效节能 • 加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一交变磁场，交变磁场的 磁力线大部分通过金属锅体， 在锅底中产生大量涡流，从而产生烹 饪所需的热
电磁波与微波炉
• 微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹 调灶具。微波是一种电磁波。这种电磁波 的能量不仅比通常的无线电波大得多，而 且还很有"个性"，微波一碰到金属就发生反 射，金属根本没有办法吸收或传导它；微 波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料， 但不会消耗能量；而含有水分的食物，微 波不但不能透过，其能量反而会被吸收。
• 红外线遥控
• 我们每天都用到的电视遥控器也是利 用了红外线。遥控器的前段有一个红外发 光二ຫໍສະໝຸດ Baidu管，按下不同的键时，它可以发射 不同的红外线，来实现电视机的遥控。
• 然而,周围环境磁噪声比这些要大得多.如, 地磁场为0.5Gs左右,地磁起伏噪声强度为 10_5~10_3数量级.现代科学技术高度发展的 今天,文明城市变成了“磁性海洋”,交流磁 噪声强度已高达10_4~10_3Gs数量级,若距离 大型钢铁件(象机床、电磁设备)、电网或活 动车辆(如无轨电车、火车)较近,则磁噪声就 会更强.表1列出了一些人体磁信号幅值、一 些环垅磁噪声强度以及探测仪器本征噪声 水平
• 没有明火，安全、卫生
• 电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物， 它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产 生，因此热效率得到了极大的提高。是一种高 效节能橱具，完全区别于传统所有的有火或无 火传导加热厨具。电磁炉是利用电磁感应加热 原理制成的电气烹饪器具。由高频感应加热线 圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置、控制 器及铁磁材料锅底炊具等部分组成。使用时， 加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一 交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属 锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪 所需的热。在加热过程中没有明火，因此安全、 卫生。
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电磁波的军事运用 一. 电磁波武器 1. 激光武器 2、电磁武器 3、电磁炸弹（E-bombs） E炸弹
• 军事的发展
人体磁场
• 1.由生物电荷运动产生的磁场人体的肌肉、 神经和器官、组织的活动,往往伴随着微弱 的生物电活动.根据毕奥—沙伐尔定律,运动 的电荷会产生磁场.从这个意义上来说,凡是 能产生生物电信号的部位,必定会同时产生 生物磁信号.心磁场、脑磁场、神经磁场、 肌磁场等均属于这一类.
• 1.电磁炮可用于天基反导系统。由于电磁炮初速度极高， 可用于摧毁低轨道卫星和导弹，也还可以用它来拦截军 舰发射的导弹． • 2.用于防空系统。由于电磁炮初速度高，射速也高，所 以，有军事专家美军认为可用电磁炮代替高射武器和防 空导弹，执行防空任务．如美国正在研制一种电磁炮， 其发射速度为500发/分，射程达几十千米的电磁炮，准 备替代舰上的“密集阵防空系统”．用它不仅能打击临 空的各种飞机，还能在远距离拦截空对舰导弹．英国也 正在积极研制用于装甲车的 • 电磁炮 • 4.用于装备炮兵部队 • 5.用于
• 无线充电技术引，源于无线电力输送技术， 利用磁共振在充电器与设备之间的空气中 传输电能，线圈和电容器则在充电器与设 备之间形成共振，实现电能高效传输的技 术。 • 无线充电器 无线充电手机 无线充电相机 无线充电鼠标
• 线圈炮 线圈炮又称交流同轴线圈炮。它是电磁炮 的最早形式，由加速线圈和弹丸线圈构成。 根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而 工作的。加速线圈固定在炮管中，当它通 入交变电流时，产生的交变磁场就会在弹 丸线圈中产生感应电流。感应电流的磁场 与加速线圈电流的磁场互相作用，产生电 磁场力，使弹丸加速运动并发射出去。
主要应用状况
磁悬浮轴承 磁悬浮列车 磁悬浮冶炼 磁悬浮防振装置 磁悬浮搬运 磁悬浮生活中的应用 磁悬浮应用在军事中
• 磁浮技术原理是运用磁铁“同性相斥，异性相 吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力， 即“磁性悬浮”。由于磁铁有同性相斥和异性 相吸两种形式，故磁悬浮技术的应用也有两种 相应的形式：一种是利用磁铁同性相斥原理而 设计的电磁运行系统，它利用超导体电磁铁形 成的磁场与线圈形成的磁场之间所产生的相斥 力，使物体悬浮的；另一种则是利用磁铁异性 相吸原理而设计的系统，它利用吸引力与物体 的重力平衡，从而使物体进行悬浮。
2.由生物磁性材料产生的感应场组成人体活组 织的物质具有一定磁性,叫做“生物磁性材 料”,它们在地磁场及其它外界磁场的作用下 便产生了感应场.肝、脾等所呈现出来的磁性 就属于这一类. 3.由侵入人身体内部的强磁性物质产生的 剩余磁场如磁铁矿粉末通过呼吸道进入肺部、 通过食道进入胃肠系统等.这些磁铁矿粉末在 外界磁场的作用下被磁化,从而产生剩余磁场. 肺磁场、腹部磁场等均属于这一类.
极光的产生原理
• 产生原理 来自太阳的高能带电粒子流（又称太阳 风）到达地球附近，由于地球磁场的作用 使其中大部分改变原来的移动方向而远离 地球，只有极少部分沿着磁场线集中到南 北两极。当他们进入极地的高层大气时， 与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生 光芒，形成极光
直线加速器 回旋加速器 同步加速器
人体磁性活动的探测 由上可见,人体磁信号非常微弱,而且深深地埋. 藏在环境磁噪声之中.因此,探测是非常困难的。 就要采用如下技术： 1. 铁磁屏蔽 2.采用空间鉴别技术 3.交流磁屏蔽与空间鉴别技术相结合 4.超导量子干涉式磁强计 5.磁通门式磁强计(或梯度计)
• 一般来说,人体磁性活动的存在具有普遍性, 但限于目前检测水平,迄今探测到的有心磁 场、脑磁场神经磁场、肺磁场、眼磁场、 肌磁场、肝的磁性等.这些磁场的强度一般 都很微弱.例如:肺磁场强度为10_7~10_4Gs 数量级,心磁场强度为<10_6Gs数量级,自发 脑磁场强度为<10_8Gs数量级,诱发脑磁场和 视网膜磁场强度为<10_9Gs数量级等等.
电磁波是怎样传播的？
• 电磁波的传播需要介质吗？ • —— 不需要
• 电磁波可在真空中传播.传播速度为 Ｃ＝３ ×108 m/s
电磁波的特点
• 电磁波在空间是向各个方向传播的. • 电磁波的传播速度等于光速,空气中和在真 空中近似. • 不同频率（或不同波长）的电磁波的传播 速度都相同，所以频率较大的电磁波，波 长较短. • 声波、水波是必须要有传播介质的，电磁 波的传播却不需要别的媒介可以在真空中 传播，这是电磁波与声波重大区别之一.
电磁波的产生：
• 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。
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微波炉 (物质的电结构不同，使其吸收微 波的能力也不同，有些物质不反射不吸收 微波，对微波而言是透明的，水吸收微波 的能力较强，因此能被微波加热；微波使 物质内的分子摩擦，令温度升高)
✲电磁炉
• 现代厨房革命的产物 • 它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生 • 热效率得到了极大的提高，高效节能 • 加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一交变磁场，交变磁场的 磁力线大部分通过金属锅体， 在锅底中产生大量涡流，从而产生烹 饪所需的热
电磁波与微波炉
• 微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹 调灶具。微波是一种电磁波。这种电磁波 的能量不仅比通常的无线电波大得多，而 且还很有"个性"，微波一碰到金属就发生反 射，金属根本没有办法吸收或传导它；微 波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料， 但不会消耗能量；而含有水分的食物，微 波不但不能透过，其能量反而会被吸收。
• 红外线遥控
• 我们每天都用到的电视遥控器也是利 用了红外线。遥控器的前段有一个红外发 光二ຫໍສະໝຸດ Baidu管，按下不同的键时，它可以发射 不同的红外线，来实现电视机的遥控。
• 然而,周围环境磁噪声比这些要大得多.如, 地磁场为0.5Gs左右,地磁起伏噪声强度为 10_5~10_3数量级.现代科学技术高度发展的 今天,文明城市变成了“磁性海洋”,交流磁 噪声强度已高达10_4~10_3Gs数量级,若距离 大型钢铁件(象机床、电磁设备)、电网或活 动车辆(如无轨电车、火车)较近,则磁噪声就 会更强.表1列出了一些人体磁信号幅值、一 些环垅磁噪声强度以及探测仪器本征噪声 水平
• 没有明火，安全、卫生
• 电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物， 它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产 生，因此热效率得到了极大的提高。是一种高 效节能橱具，完全区别于传统所有的有火或无 火传导加热厨具。电磁炉是利用电磁感应加热 原理制成的电气烹饪器具。由高频感应加热线 圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置、控制 器及铁磁材料锅底炊具等部分组成。使用时， 加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一 交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属 锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪 所需的热。在加热过程中没有明火，因此安全、 卫生。
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电磁波的军事运用 一. 电磁波武器 1. 激光武器 2、电磁武器 3、电磁炸弹（E-bombs） E炸弹
• 军事的发展
人体磁场
• 1.由生物电荷运动产生的磁场人体的肌肉、 神经和器官、组织的活动,往往伴随着微弱 的生物电活动.根据毕奥—沙伐尔定律,运动 的电荷会产生磁场.从这个意义上来说,凡是 能产生生物电信号的部位,必定会同时产生 生物磁信号.心磁场、脑磁场、神经磁场、 肌磁场等均属于这一类.
• 1.电磁炮可用于天基反导系统。由于电磁炮初速度极高， 可用于摧毁低轨道卫星和导弹，也还可以用它来拦截军 舰发射的导弹． • 2.用于防空系统。由于电磁炮初速度高，射速也高，所 以，有军事专家美军认为可用电磁炮代替高射武器和防 空导弹，执行防空任务．如美国正在研制一种电磁炮， 其发射速度为500发/分，射程达几十千米的电磁炮，准 备替代舰上的“密集阵防空系统”．用它不仅能打击临 空的各种飞机，还能在远距离拦截空对舰导弹．英国也 正在积极研制用于装甲车的 • 电磁炮 • 4.用于装备炮兵部队 • 5.用于
• 无线充电技术引，源于无线电力输送技术， 利用磁共振在充电器与设备之间的空气中 传输电能，线圈和电容器则在充电器与设 备之间形成共振，实现电能高效传输的技 术。 • 无线充电器 无线充电手机 无线充电相机 无线充电鼠标
• 线圈炮 线圈炮又称交流同轴线圈炮。它是电磁炮 的最早形式，由加速线圈和弹丸线圈构成。 根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而 工作的。加速线圈固定在炮管中，当它通 入交变电流时，产生的交变磁场就会在弹 丸线圈中产生感应电流。感应电流的磁场 与加速线圈电流的磁场互相作用，产生电 磁场力，使弹丸加速运动并发射出去。
主要应用状况
磁悬浮轴承 磁悬浮列车 磁悬浮冶炼 磁悬浮防振装置 磁悬浮搬运 磁悬浮生活中的应用 磁悬浮应用在军事中
• 磁浮技术原理是运用磁铁“同性相斥，异性相 吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力， 即“磁性悬浮”。由于磁铁有同性相斥和异性 相吸两种形式，故磁悬浮技术的应用也有两种 相应的形式：一种是利用磁铁同性相斥原理而 设计的电磁运行系统，它利用超导体电磁铁形 成的磁场与线圈形成的磁场之间所产生的相斥 力，使物体悬浮的；另一种则是利用磁铁异性 相吸原理而设计的系统，它利用吸引力与物体 的重力平衡，从而使物体进行悬浮。
2.由生物磁性材料产生的感应场组成人体活组 织的物质具有一定磁性,叫做“生物磁性材 料”,它们在地磁场及其它外界磁场的作用下 便产生了感应场.肝、脾等所呈现出来的磁性 就属于这一类. 3.由侵入人身体内部的强磁性物质产生的 剩余磁场如磁铁矿粉末通过呼吸道进入肺部、 通过食道进入胃肠系统等.这些磁铁矿粉末在 外界磁场的作用下被磁化,从而产生剩余磁场. 肺磁场、腹部磁场等均属于这一类.
极光的产生原理
• 产生原理 来自太阳的高能带电粒子流（又称太阳 风）到达地球附近，由于地球磁场的作用 使其中大部分改变原来的移动方向而远离 地球，只有极少部分沿着磁场线集中到南 北两极。当他们进入极地的高层大气时， 与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生 光芒，形成极光
直线加速器 回旋加速器 同步加速器
人体磁性活动的探测 由上可见,人体磁信号非常微弱,而且深深地埋. 藏在环境磁噪声之中.因此,探测是非常困难的。 就要采用如下技术： 1. 铁磁屏蔽 2.采用空间鉴别技术 3.交流磁屏蔽与空间鉴别技术相结合 4.超导量子干涉式磁强计 5.磁通门式磁强计(或梯度计)
• 一般来说,人体磁性活动的存在具有普遍性, 但限于目前检测水平,迄今探测到的有心磁 场、脑磁场神经磁场、肺磁场、眼磁场、 肌磁场、肝的磁性等.这些磁场的强度一般 都很微弱.例如:肺磁场强度为10_7~10_4Gs 数量级,心磁场强度为<10_6Gs数量级,自发 脑磁场强度为<10_8Gs数量级,诱发脑磁场和 视网膜磁场强度为<10_9Gs数量级等等.
电磁波是怎样传播的？
• 电磁波的传播需要介质吗？ • —— 不需要
• 电磁波可在真空中传播.传播速度为 Ｃ＝３ ×108 m/s
电磁波的特点
• 电磁波在空间是向各个方向传播的. • 电磁波的传播速度等于光速,空气中和在真 空中近似. • 不同频率（或不同波长）的电磁波的传播 速度都相同，所以频率较大的电磁波，波 长较短. • 声波、水波是必须要有传播介质的，电磁 波的传播却不需要别的媒介可以在真空中 传播，这是电磁波与声波重大区别之一.