电磁场与电磁波论文.doc

电磁场与电磁波论文电子0902班王金池20092704 经过半学期的学习，电磁场与电磁波这本书向我们介绍了许多有关这方面的一些基础知识包括矢量分析与场论基础、静电场、恒定电场、恒定磁场、静电场的边值问题平面电磁波等，虽然只是一些很浅显入门知识，但这对我们来说也是必要的，我们需要根据这些知识开始我们对电磁场与电磁波以及在这方面更为先进的微波技术进行深一步的研究，而这些知识恰好是我们对这方面通讯技术打开兴趣大门的钥匙。 跨进21世纪，我们进入了信息时代。随着科学技术的不断涌现，电磁现象及其理论和技术应用已全方位、全时空的渗透到人类活动的所有领域当中，对于电子信息工程专业技术的基础理论的电磁场与电磁波，不仅是以上专业技术人员的必备知识结构及素质需求中扮演了越来越重要的角色，以麦克斯韦四个微分方程表示的电磁理论体系是一个成熟的、完备的、内涵丰富的科学体系，但也是一个理论性偏强、需要抽象思维和推理理解的体系，因此，电磁场与电磁波对我们来说是非常重要的。 下面，我将会就我目前学到的电磁波的知识对其应用进行自己理解阐述。总体来说，电磁波为横波，可用于探测、定位、通信等等。电磁波谱是无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,伦琴射线(X射线),伽玛射线.首先,无线电波用于通信等,微波用于微波炉,红外线用于遥控,热成像仪，红外制导导弹等,可见光是所有生物用来观察事物的基础,紫外线用于医用消毒,验证假钞,测量距离,工程上的探伤等,X射线用于CT照相,伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等。 微波的应用微波的最重要的应用是雷达和通信。此外，在工农业生产、科学研究、医学、生物学以及人民生活等方面都有广泛的应用。 在工农业生产上的应用主要包括测量和加热两个方面。测量属于弱功率应用，利用微波可以测量包括温度、湿度、厚度、速度、长度等各种非电量，其特点是测量设备不需要与被测量的对象接触(非接触式测量)，特别适宜在生产流水线上连续监测并进行实时自动控制。例如，在钢铁工业中用微波测量炉温、料面深度、钢板厚度，以及测量并控制吹氧炼钢中氧枪与钢水液面之间的距离等。用微波测量钢板厚度要比用射线测量更为优越，其测量精度不受钢板化学成分的影响，且一般不必采取辐射防护措施。其他应用还有：在石油工业中测定石油的微小含水量；在造纸和纺织业中测量和控制纸张或织物中的水分；在机械铸造业中测定和控制型砂中的含水量等。专门制造的微波水分仪可用于测量谷物、土壤、木材、烟草、药品和墙砖等各种介质材料的含水量。利用微波的法拉第效应，可以测量几十万伏超高压输电线上的电流。微波在工农业生产上的另一类应用加热，属于强功率应用，例如可以产生微波等离子体，在大规模集成电路中刻蚀亚微米级的精细结构和制造光通信所需要的高纯度光纤；可使包装好的食品进行消毒或使冷藏食物解冻；可对高分子化合物进行热定形；可用于干燥食品、木材、纸张及电影胶片等涂膜材料等（见微波能应用）。家庭用微波灶也已得到应用，其性能日趋完善。微波遥感配合可见光遥感和红外遥感是探测大地、普查地球资源、测绘地形地物、监视农作物的生长，以及侦察军事目标等的主要手段。与可见光和红外遥感相比，微波遥感的特点是能够全天候工作，但所得图像的空间分辨率较低。遥感技术 遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐 形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。把遥感器放在高空气球、飞机等航空器上进行遥感，称为航空遥感。把遥感器装在航天器上进行遥感，称为航天遥感。完成遥感任务的整套仪器设备称为遥感系统。 航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。如应用于气象观测 、资源考察、地图测绘和军事侦察等。无线电广播与电视 在不同频率范围内电磁波的应用很广泛。无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。在无线电广播中，人们先将声音信号转变为电信号，然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在另一地点，人们利用接收机接收到这些电磁波后，又将其中的电信号还原成声音信号，这就是无线广播的大致过程而在电视中，除了要象无线广播中那样处理声音信号外，还要将图象的光信号转变为电信号，然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播，而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号，从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。 无线电广播利用的电磁波的频率很高，范围也非常大，而电视所利用的电磁波的频率则更高，范围也更大。雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备。电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，因此雷达用的是微波。雷达的天线可以转动。它向一定的方向发射不连续的无线电波（叫做脉冲）。每次发射的时间不超过1ms，两次发射的时间间隔约为这个时间的100倍。这样，发射出去的无线电波遇到障碍物后返回时，可以在这个时间间隔内被天线接收。测出从发射无线电波到收到反射波的时间，就可以求得障碍物的距离，再根据发射电波的方向和仰角，便能确定障碍物的位置了。 实际上，障碍物的距离等情况是由雷达的指示器直接显示出来的。当雷达向目标发射无线电波时，在指示器的荧光屏上呈现一个尖形脉冲；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形脉冲，根据两个脉冲的间隔可以直接从荧光屏上的刻度读出障碍物的距离现代雷达往往和计算机相连，直接对数据进行处理。利用雷达可以探测飞机、舰艇、导 弹等军事目标，还可以用来为飞机、船只导航。在天文学上可以用雷达研究飞近地球的小行星、慧星等天体，气象台则用雷达探测台风、雷雨云。在自由空间，电磁波是沿直线传播的，而地球是圆形的，在通讯卫星的上天之前，人们要实现远距离通讯，只有靠多个地面天线作为中继站来传送无线电波。卫星通讯使无线电通信进入了一个新的发展时期。现在，各种通讯卫星的上天，满足了人们在科学研究与应用领域越来越多的需求。目前，中国长城工业总公司正与美国摩托罗拉公司合作，用长二丙改进型火箭以一箭双星的方式将多颗铱星送入轨道，从而实现覆盖全球的低轨道卫星无线电通讯。总结:电磁波存在于我们生活中的每一个角落，无声无息，无影