电偶极辐射电场的分析及演示
电磁辐射污染危害及防治和应对措施
电磁辐射污染危害及防治和应对措施 提起室内环境污染，大家马上联想到氨气、苯、甲醛等的危害。但如果有人告诉您“电磁辐射污染”也很危险、很可怕，可能很多人就不能理解了。 电磁辐射污染，又称电子雾污染、电磁波污染，是高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔和电子仪器、医疗设备、办公自动化设备和微波炉、收音机、电视机、电脑以及手机等家用电器工作时所产生的各种不同波长频率的电磁波，这些电磁波充斥空间，无色无味无形，可以穿透包括人体在内的多种物质，人体如果长期暴露在超过安全的辐射剂量下，人体细胞就会被大面积杀伤或杀死，所以被称为电磁辐射污染。 电磁辐射污染的主要危害 近年来，国内外对电磁辐射危害的相关报道很多，主要有以下六个方面的危害和影响： 造成儿童患白血病的原因之一。医学研究证明，长期处于高电磁辐射的环境中，会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变。意大利专家研究后认为，该国每年有400多名儿童患白血病，其主要原因是距离高压电线太近，因而受到了严重的电磁污染。 诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。电磁辐射污染会影响人体的循环系统以及免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症，并会加速人体的癌细胞增殖。瑞士的研究资料指出，周围有高压线经过的住户居民，患乳腺癌的概率比常人高7.4倍。美国德克萨斯州癌症医疗基金会针对一些遭受电磁辐射损伤的病人所做的抽样化验结果表明，在高压线附近工作的工人，其癌细胞生长速度比一般人要快24倍。 影响人们的生殖系统。主要表现为男子精子质量降低，孕妇发生自然流产和胎儿畸形等，某省对某专业系统16名女性电脑操作员的追踪调查发现，接触电磁辐射污染组的操作员月经紊乱明显高于对照组，其中8人10次怀孕中就有4人6次出现异常妊娠。有关研究报告指出，孕妇每周使用20小时以上计算机，其流产率增加80%，同时畸形儿出生率也有所上升。 可以导致儿童智力残缺。据最新调查显示，我国每年出生的2000万名新生儿中，有35万人为出生缺陷儿，其中25万人为智力残缺，有专家认为电磁辐射也是影响因素之一。世界卫生组织认为，计算机、电视机、移动电话的电磁辐射对胎儿有不良影响。专家警告：电磁辐射可能导致儿童智力残缺。 影响人们的心血管系统等。表现为心悸、心动过缓、心搏血量减少、窦性心律不齐等。如果装有心脏起搏器的病人处于高电磁辐射的环境中，会影响心脏起搏器的正常使用。另外，还会导致失眠、白细胞减少、女性经期紊乱及免疫功能下降等。 对视觉系统的不良影响。由于眼睛属于对电磁辐射的敏感器官，过高的电磁辐射污染还会对视觉系统造成影响，主要表现为视力下降，引起白内障等。 另外，高剂量的电磁辐射还会影响及破坏人体原有的生物电流和生物磁场，使人体内原有的电磁场发生异常。值得注意的是，不同的人或同一个人在不同年龄阶段对电磁辐射的承受能力是不一样的，老人、儿童、孕妇属于对电磁辐射的敏感群。
简谐振动电偶极子辐射场分析(最终报告)
研究简谐振动的电偶极子电场 【摘 要】本文首先对振动性偶极子电场的物理模型进行简要的分析并推导出其电场线方程，然后利用数学软件Matlab 对隐函数直接作图的功能作出其电场线的演化进程图像，并用Matlab 动画模拟其电场线辐射过程，最后结合图像和动画对了振动性偶极子电场进行具体的分析，得出结论。特别是，文中清楚地模拟了部分不闭合电场线“分裂”出闭合电场线的过程，这在一般论文和教材中较为少见。 【关键字】振动性偶极子(振荡电偶极子 偶极振子)；Matlab ；作图；动画；感应电场；库仑电场 1． 引言 振动性偶极子是电磁波辐射理论的基础，对其电场辐射情况的研究具有重要的意义。但由于振动性偶极子电场的概念抽象，理论计算过程又十分复杂，推导和掌握需要较深的数学基础，而图形绘制也要考虑诸多因素，极其繁琐，致使这方面的研究较为困难。使用Matlab 则可以轻松地应对这些问题，它能够针对振动性偶极子电场的各个参量变化时的特点快速地绘制出其电场线图像。在图形的帮助下，就很容易对其电场进行简明而清楚的分析。 2． 物理模型 2．1振动性偶极子的电场 设振动性偶极子的电矩为 0cos x P e P t ω= 采用球坐标可得到在任意时刻t ，空间任意处r 的辐射电场[4]： 3032 0211cos cos()cos()4()()2r P k E t kr t kr kr kr πθωωπε?? =-+-+???? 30320111sin []cos()cos()4()()2P k E t kr t kr kr kr kr θπθωωπε??=--+-+???? （2-1） 0=?E 上式中k c ω = 。 在kr>>l 的远区，库仑电场比感应电场弱得多，故远区的电场以感应电场为主导。而在 kr< ---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 同步辐射技术 Sichuan University 1/ 63 Sichuan University第四章同步辐射技术及其在材料学中的应用2 ---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ Sichuan University?同步辐射光源和同步辐射装置 ?同步辐射技术及其在材料学中的应用 ?上海同步辐射中心简单介绍3 3/ 63 Sichuan University同步辐射光源和同步辐射装置4 ---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ Sichuan University同步辐射 ? 是一种先进和不可替代的光源 ? 是一类与中子散射互补的大科学装置 ? 是一个产生新的实验技术和方法的平台 ? 是一个不同学科互相交融的理想场所 ? 是一个凝聚和培养优秀创新人才的基地?5 5/ 63 由北京金融街地区的电磁辐射事件，关注电磁污染与自身健康Electromagnetic radiation incident in Financial Street, Beijing, concerned about the electromagnetic pollution and its own health 2007年1月中旬起，在北京金融街区域（礼士路和复兴门附近），电子卷帘门和汽车遥控器经常无故失灵，居民怀疑与电磁辐射（功率大的无线发射设施）有关，并担心这种电磁辐射对自身健康的影响。在1月28日市政协会议的小组讨论会上，由市政协委员提到，而且市环保局副局长透露：不排除这可能是一些通讯类的发射或接收设施引起的，而目前国内关于电子污染防控的法规还不健全。市环保局已经向国家环保总局提出，希望由国家环保总局牵头，对在京相关单位各类无线发射设施展开统一调查。回顾以往居民担心电磁辐射对自身健康的影响而导致群体纠纷的事件，如朝阳区南十里居，北四环科学院南里，西北旺百旺家园等等。 人们，尤其是在（大）城市里生活、居住的人，时刻处在无形的“波磁海洋”中。了解电磁辐射知识，正确对待电磁辐射，自我主动预防无形的危害，已是关键所在。 我国的《电磁辐射环境保护管理办法》第一章第二条: 本办法所称电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流，且限于非电离辐射, 包括信息传递中的电磁波发射，工业、科学、医疗应用中的电磁辐射，高压送变电中产生的电磁辐射。电磁辐射主要通过热效应和非热效应作用于人体。电磁辐射的热效应，引起人体热平衡的失调；造成白内障；破坏睾丸的生精能力，导致不育等等。电磁辐射的非热效应主要影响人体的神经系统，感觉系统，免疫系统，内分泌系统。 电磁辐射的来源有自然和人工两大类。人们日常生活已离不开的人工设备，也都产生电磁辐射。这些产生电磁辐射的设备主要分为五大类：广播电视电磁设备类，包括广播、电视、调频等设备；通信、雷达及导航发射设备类，包括通信、基站设备、雷达及导航发射设备等；工、科、医电磁设备，如高频冶炼炉、塑料热合机、大型医疗电磁设备等；交通系统设备，如磁悬浮列车、地铁等；输电线路系统设备，如高压交流直流输电系统、变电站、换流站等。人们日常生活和工作已离不开的输变电设施、输电线路、动力与电热设备或家用电器等都或多或少地产生着电磁辐射。对无所不在的电磁辐射要有正确的认识。电磁辐射和电磁污染是两个概念。由国家环保总局制定的《电磁辐射防护规定》中，针对人体易敏感频段的电磁辐射的限值，比西方和国际上的要严格、标准高。 世界各国的许多研究机构、医学专家调查研究报告指出：经常受到电磁辐射的人员，其各种癌症发病的比例偏高。高压线附近居住的人们，不管是生理影响还是心理影响，反映出现头晕、恶心、烦燥、工作效率降低、失眠、记忆力减退等症状的事例，现在是越来越多。据英国国家辐射保护委员会的报告，达到或超过132千伏的高压线在数十米范围内的电磁辐射强度超过0.4微特斯拉；11－66千伏的高压线在十数米范围内的电磁辐度强度超过0.4微特斯拉；而埋藏在地下的高压线只在数米范围内的电磁辐射强度超过0.4微特斯拉。为了在更短的距离内、更多地削减电磁辐射，可在埋藏地段的土壤中，尤其是经过生活、工作区的，镶辅以匹热迷能高性能新型材料（有磁滞损耗机制的材料）制成的板块或半环圈，从而减少埋藏的深度并且最大限度地降低高压电力系统产生的电磁辐射对人体健康的影响。英国国家辐射保护委员会的一份写于2001年的调查报告称：居住在高压线周边，有电磁辐射下的儿童，其白血病发病率比居住在别处的儿童的高 电磁辐射污染现状 电磁辐射是一种复合的电磁波,以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。适量的电磁辐射能促进生物生长,给生态以平衡,给人体以健康,造福于文明世界;超量的电磁辐射则会破坏生态的平衡,有损人体健康。而如今电磁辐射污染越来越严重，那么电磁污染辐射的现状是怎样的呢？ 电磁辐射污染的现状 电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流,可分为天然电磁辐射和人为电磁辐射,过量的天然电磁辐射和人为电磁辐射均会造成电磁辐射污染。一般而言,电磁辐射污染主要指人为电磁辐射污染,按照电磁波频率的大小,人为电磁辐射源又可分为工频辐射源和射频辐射源,其中射频辐射源释放的电磁波的频率较高且频谱范围较宽,其电磁辐射的影响范围也较大。 现在输电、通信、武器发射、交通等系统和领域都会产生大量的电磁污染。值得注意的是目前通信行业的基石发展迅速，在市郊地区会安装很多大功率的电磁波的发射基站，这种基站在接受和发射信号的过程中会产生大量的电磁波。为了方便城市居民的通讯需要，作为通信基础设施的基站在城市中非常常见，若城市基站的安装位置不合理就会对基站附近的居民造成严重的电磁波的污染。在城市和农村都能随处可见高压输电的设备，这些高密度的设备也会加大电磁辐射的污染程度。 为了便于交流文化和信息工作，很多地区安装了发射系统，如果这些发射系统的设计和安装不符合要求，就会严重干扰附近区域的居民和其他发射系统。目前交通行业发展迅速，特别是高铁、飞机等交通提高了居民的出行效率，但是这些交通工具严重干扰着广电设备和通讯设备的正常运行。 室外电磁污染非常严重，但是室内的电磁辐射的污染也不容忽视，一些依照电磁工作原理的产品正在源源不断的进入居民的生活之中，大大提高了居民的生活水平和生活质量，但是随着而来的电磁辐射污染对居民的身体健康问题构成严重的威胁。 物理性污染控制习题答案 第四章电磁辐射污染及其防治 1.什么是电磁辐射污染电磁污染源可分为哪几类各有何特性 答：是指人类使用产生电磁辐射的器具而泄露的电磁能量流传播到室内外空间中，其量超出环境本底值，且其性质、频率、强度和持续时间等综合影响而引起周围人群的不适感，并使健康和生态环境受到损害。 电磁污染源可分为自然电磁场源，人工电磁场源二类 自然电磁场源分为 大气与空气污染源自然界的火花放电、雷电、台风、寒冷雪飘、火山喷烟 太阳电磁场源太阳的黑点活动与黑体放射 宇宙电磁场源银河系恒星的爆发、宇宙间电子移动 人工电磁场源分为 核爆炸对环境的污染 工业和核动力对环境的污染 核事故对环境的污染 其他辐射污染来源 放电所致场源电晕放电，电力线（送配电线）高电压、大电流而引起静电感应、电磁感应、大地漏泄电流所造成 辉光放电，放电管白炽灯、高压水银灯及其他放电管 弧光放电，开关、电气铁道、放电管点火系统、发电机、整流装置…… 火花放电，电气设备、发动机、冷藏车、汽车整流器、发电机、放电管、点火系统…… 工频感应场源，大功率输电线、电气设备、电气铁道、无线电发射机、雷达……高电压、大电流的电力线场、电气设备、广播、电视与通风设备的振荡与发射系统 射频辐射场源，高频加热设备、热合机、微波干燥机……工业用射频利用设备的工作电路与振荡系统 理疗机、治疗机医学用射频利用设备的工作电路与振荡系统 家用电器，微波炉、电脑、电磁灶、电热毯……功率源为主…… 移动通信设备，手机、对讲机天线为主…… 建筑物反射，高层楼群以及大的金属构件墙壁、钢筋、吊车…… 2.电力系统、电气化铁道、电磁发射系统、电磁冶炼和电磁加热设备产生电磁污染的机理及特性是什么试总结说明并加以比较。（演讲） 3.电磁波的传播途径有哪些 天然辐射源的正常照射，由于技术发展是天然辐射源的照射增加，消费品的辐射，核工业造成的辐射，核爆炸沉降物对人群造成的辐射，医疗照射。 4.电磁辐射评价包括哪些内容评价的具体方法有哪些 评价电磁辐射环境的指标 （1）关键居民组所接受的平均有效剂量当量 方法：在广大群体中选择从某一给定的实践中受到的照射剂量高于群体中其他成员组成特征组。 （2）集体剂量当量 1 同步辐射概括 同步辐射(synchrotron radiation)是速度接近光速的带电粒子在磁场中做变速运动时放出的电磁辐射，一些理论物理学家早些时候曾经预言过这种辐射的存在。这些预言，大多是针对其负面效应而作出的。以加速电子为例，建造加速器令电子在其中运行，通过磁场增加电子的速度，从而得到高能量，视为正面效应；然而在加速器中转圈运行的电子一定要放出辐射，从而丢失能量，视为负面效应。通过得失的平衡，给出了加速器提速的限制。1947年，位于美国纽约州Schenectady的通用电气公司实验室(GE lab)在调试新建成的一台70MeV电子同步加速器时首次观测到了同步辐射的存在。同步辐射是加速器物理学家发现的，但最初它并不受欢迎，因为建造加速器的目的在于使粒子得到更高的能量，而它却把粒子获得的能量以更高的速率辐射掉，它只作为一种不可避免的现实被加速器物理学家和高能物理学家接受。但同步辐射的能量高、亮度大、发射度低、脉冲时间短、能量连续可调等的相对于台式光源所不具有的部分优异特性却吸引了固体物理学家的注意，将其引用于X射线谱学研究领域。而20年后随着第一代同步辐射光源的纷纷建立，同步辐射摆脱了作为加速器负效应的形象，基本确立了同步辐射及其相关谱学技术在固体物理研究领域的学术地位，并且在最近50年的发展中将同步辐射的应用领域大大扩展，成为现代科学研究前沿的不可或缺的工具，同时也是衡量一个国家是否具有学科研究领军能力的少数几个大型科学装置之一。目前在中国现在共有4个同步辐射光源装置：1991年开始运行的北京光源(BSRF)属第一代同步辐射光源；1992年开始运行的合肥光源(NSRL)属第二代同步辐射光源；1994年建成的台湾光源(SSRC)以及2007年开始运行的上海光源(SSRF)属第三代同步辐射光源。同时预计“十三五”期间内建设在北京光源所在地的高能光子源（HEPS）将成为亮度、发射度超越世界目前同步辐射光源先进水平的第三代光源，而在上海光源所在地规划建设的X射线自由电子激光（XFEL）将拥有更高的亮度和完全的相干性成为新一代光源。本项目组的成员已于2014年和2015年分别参加了“第三届两岸同步辐射学术研讨会”和“2015年BSRF用户学术年会暨专家会”，紧跟同步辐射技术和应用的前沿，积极与相关领域的领军学者交流学科进展，听取同步辐射应用的相关建议，目前已经有了一套应用同步辐射光源进行生物冶金研究的具体方案，并积极准备申报北京光源的重点课题。 2 同步辐射谱学技术 随着同步辐射光源的快速发展，各国学者探索出了大量常规、原位、超快的紫外、深紫外、软X射线、X射线谱学和成像技术，例如X射线吸收精细结构（XAFS）、X射线吸收近边结构（XANES）、小角X射线散射（SAXS）、同步辐射X射线衍射（SR-XRD）等大量X射线谱学技术，以及纳米、微米计算机断层成像分析技术（CT）、荧光成像技术（XRF）等成像技术。同步辐射在以矿物为研究对象的科学研究领域上已经得到了广泛的应用，例如其在表面科学、生物材料、生物地球化学、地球化学、环境科学与工程、材料科学、矿物学、考古学等诸多学科领域和学科交叉领域上的应用已经得到了长足发展，各个领域发表的与矿物研究相关的高水平文章已达400篇以上。 X射线衍射（XRD）技术是应用最广泛的X射线谱学技术之一，自其于上个世纪初成功地应用于固体晶体结构解析之后，XRD就成为了固体物理材料解析最为重要的工具。在晶体中其空间点阵可以按不同的方向划分为一簇平行而等间距的平面点阵，不同簇的点阵可以用点阵面指标或晶面指标（hkl）表示。不同簇的平面点阵具有不同的面间距d hkl，可以视为具有不同密度的光栅，X射线照射到这些光栅时会发生衍射，根据光栅衍射的公式可以推导出著名的布拉格方程：2d hkl sinθ=nλ；该公式指出了X射线波长、平面点阵间距和衍射角的关系，为应用XRD进行晶体结构解析的基本依据。XRD可以分为粉末衍射和单晶衍射两种应用方式，其中粉末衍射应用较为广泛，它可以给出固体结构在多晶凝聚态结构、晶体结 电磁辐射污染造成的危害及防范措施心得体会 1972年6月5日在瑞典首都斯德哥尔摩召开的《 __人类环境 会议》，会议通过了《人类环境宣言》，并提出将每年的6月5日定为"世界环境日"，自此反应了人们对环保意识越来越重视。但是，人们比较关注的水污染、大气污染、噪声污染、光污染等环境问题，却忽视了对人们危害日渐明显的"隐形杀手"电磁辐射污染的重视。如今，越来越多的电子、电气设备的投入使用使得各种频率的不同能量的电磁波充斥着地球的每一个角落乃至更加广阔的宇宙空间。对于人体这一良导体，电磁波不可避免地会构成一定程度的危害。 电磁辐射污染源俩方面，一类是天然的电磁辐射：如果自然界 中雷电、火花放电等都会引起电磁辐射，这些辐射对于人体的危害是比较强烈的，但不是普遍存在，反而是对通讯和仪器设备的干扰十分明显。还有一类是人为的电磁辐射，主要包括各种电磁辐射系统、广播电台发射台、导航系统、电视发射源和微波接受站等。人为的电磁辐射随着人们对这些设备的频繁使用对我们的影响越来越明显。 在我们生活当中这些电磁辐射可以说是无处不在的，比如通讯、雷达及导航发射设备的辐射污染，交通系统电磁设备的电磁辐射污染，电力系统的电磁辐射污染。像现在，移动电话的使用已经是特别普遍，不管是老的少的，男的女的几乎都是人手一部。随着移动电话用户的增加，手机电话所产生的电磁波对人们的身体健康的危害这一问题越 来越暴露了。长期使用手机的人，会有疲惫、头痛等现象，甚至会导致儿童发育不良。手机辐射除了破坏人类的身体健康外对医疗设备、飞机正常飞行等也会产生极其不良的影响。 还有，电脑辐射对人体的影响也是不容忽视的，特别是对电脑使用频率高的人的更能明显的看到自己因为接收电脑辐射而产生的 身体上的变化，电脑辐射容易使眼睛疲劳、视力降低、头痛，甚至对妊娠和胎儿的有着很明显的危害。在生活中，像我们经常使用的电磁炉、微波炉、电吹风、电动剃须刀、电视机、电冰箱、空调等家用电磁也都存在着电磁辐射，同样也在危害着我们的健康。 在生活中，我们要有意识的去预防辐射对我们的危害，尽量做到把危害减到最低限度，保证我们的身体健康。以下是我咨询了相关专家、查阅了大量的相关寂寥，提出的几方面的建议： 1）加强宣传电磁污染的危害，引起人们的重视。 必要时采用一些方法，将电磁辐射的作用和影响限定在指定的空间和范围，可以采用屏蔽室、屏蔽衣、屏蔽头盔和屏蔽眼睛、屏蔽罩等防护措施。 2）在生活中，别把家用电器都集中在一起使用。 电磁辐射污染阅读附答案 《电磁辐射污染阅读附答案》 ①电磁波是电场和磁场周期性变化产生波动并通过空间传播的一种能量，也称电磁辐射。它既可以造福人类，但同时也给环境带来负面影响。产生负面效应超过标准的电磁辐射强度就是电磁辐射污染，也被称为电子“烟雾”或电子垃圾。 ②电磁辐射污染的来源可分为天然电磁辐射源和人为电磁辐射源。天然电磁辐射源是由大气中的自然现象引起的，比如自然放电、雷电、火山爆发等此类大气与空气污染源，具有黑子活动和黑子放射的太阳电磁场源，以及有恒星爆发、宇宙间电子移动等现象的宇宙电子场源。人为电磁辐射源是指人工制造的各种系统、电器和电子设备产生的电磁辐射，可以分为工频辐射源和射频辐射源。各类电磁波发射系统、工频辐射系统、利用电磁能的工业、科学、医疗设备等，甚至包括家用电器，均是电磁辐射的污染源。 ③电磁辐射污染危害严重。它会引发意外重大事故，可以使电爆装置、易燃易爆气体等意外爆炸、燃烧，甚至引起火箭发射失败、卫星失控。它会干扰信号，直接影响电子、仪器仪表的正常工作，使信息失真，控制失灵。例如，会引起火车、飞机、导弹或人造卫星失控。它还会危害人体健康，长期处于高强度的电磁辐射环境中极易造成白血病，诱发癌症并加速癌细胞增殖，影响心血管系统和视觉系统等。 ④现代生活中，处处离不开电子设备，我们要学会从日常生活中防止电磁辐射污染。购买通过国家电磁兼容性安全认证的电子产品；尽量使用座机，少用手机拨打电话；给有显示屏的电器安装电磁辐射保护屏；积极锻炼身体，多食用富含维生素人维生素C及蛋白质的食物，还需作定期检查，有效防止电磁辐射污染对人体健康造成的影响。 （选自《环保与生活》，重庆大学出版社2014年版，有删改） 14．通读全文，概括说明内容。 【答案】电磁辐射污染的定义或概念、来源、危害及防止的办法。 【解析】第①段说明了电磁辐射污染的定义，第②段中“电磁辐射污染的来源可分为天然电磁辐射源和人为电磁 辐射源”，可看出讲的是来源，第③段“电磁辐射污染危害严重”，是介绍其危害，第④段“我们要学会从日常生活中防止电磁辐射污染”，讲的是防止办法。 15.分析第①段运用的说明方法及作用。 【答案】用下定义的说明方法，更科学、更本质、更概括地说明了电磁辐射污染的特性。 【解析】“电磁波是电场和磁场周期性变化产生波动并通过空间传播的一种能量，也称电磁辐射。”是用下定义的方法说明什么是电磁辐射。“产生负面效应超过标准的电磁辐射强度就是电磁辐射污染”也是运用了下定义。 16．第③段中加点的“极”字能否删去，为什么？ 【答案】不能。“极”是“非常”的意思，表程度上的限制，准确地说明了电磁辐射污染对人体健康的危害之大，删去显得太绝对，“极”一词体现了说明文语言的准确性。 【解析】“极”是表程度的词语，准确说明电磁辐射污染对人体健康的危害 第十五章 同步辐射原理与应用简介§ 周映雪 张新夷 目 录 1. 前言 2．同步辐射原理 2.1 同步辐射基本原理 2.2 同步辐射装置：电子储存环 2.3 同步辐射装置：光束线、实验站 2.4 第四代同步辐射光源 2.4.1自由电子激光（FEL） 2.4.2能量回收直线加速器（ERL）同步光源 3. 同步辐射应用研究 3.1 概述 3.2 真空紫外（VUV）光谱 3.3 X射线吸收精细结构（XAFS） 3.4 在生命科学中的应用 3.5 同步辐射的工业应用 3.6 第四代同步辐射光源的应用 4．结束语 参考文献 §《发光学与发光材料》（主编：徐叙瑢、苏勉曾）中的第15章：”同步辐射原理与应用 简介”，作者：周映雪、张新夷，出版社：化学工业出版社 材料科学与工程出版中心；出版日期：2004年10月。 1. 前言 同步辐射因具有高亮度、光谱连续、频谱范围宽、高度偏振性、准直性好、有时间结构等一系列优异特性，已成为自X光和激光诞生以来的又一种对科学技术发展和人类社会进步带来革命性影响的重要光源，它的应用可追溯到上世纪六十年代。1947年，美国通用电器公司的一个研究小组在70MeV的同步加速器上做实验时，在环形加速管的管壁，首次迎着电流方向，用一片镜子观测到在电子束轨道面上的亮点，而且发现，随加速管中电子能量的变化，该亮点的发光颜色也不同。后来知道这就是高能电子以接近光速在作弯曲轨道运动时，在电子运动轨道的切线方向产生的一种电磁辐射。图1是当时看到亮点的电子同步加速器的照片，图中的箭头指出亮点所在位置。那时，科学家还没有意识到这种同步辐射其实是一种性能无比优越的光源，高能物理学家抱怨，因为存在电磁辐射，同步加速器中电子能量的增加受到了限制。大约过了二十年的漫长时间，科学家（非高能物理学家）才真正认识到它的用处，但当时还只是少数科学家利用同步辐射光子能量在很大范围内可调，且亮度极高等特性，对固体材料的表面开展光电子能谱的研究。随着同步辐射光源和实验技术的不断发展，越来越多的科学家加入到同步辐射应用研究的行列中来，同步辐射的优异特性得到了充分的展示，尤其是在红外、真空紫外和X射线波段的性能，非其他光源可比，很多以往用普通X光、激光、红外光源等常规光源不能开展的研究工作，有了同步辐射光源后才得以实现。到上世纪九十年代,同步辐射已经在物理学、化学、生命科学、医学、药学、材料科学、信息科学和环境科学等领域，当然也包括发光学的基础和应用基础研究，得到了极为广泛的应用。目前，无论在世界各国的哪一个同步辐射装置上，对生命科学和材料科学的研究都具 教你如何看懂EMC空间辐射测试数据 电磁辐射（electromagnetic radiation）：能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。Radiation空间辐射（简写：RE）是最常做的EMC电磁兼容项目之一，也是最容易出现问题的一个测试项目。对很多刚接触EMC的朋友来讲，拿到EMC 的测试数据，往往感觉比较陌生，不知道怎么看这份数据，相信看完以下内容，你就不会陌生了。 专业测试辐射的场所是屏蔽室，主要有3米和10米暗室，由于10米暗室建设成本很高，所以一般以3米暗室居多，在专业的检测实验室检测的数据才更更加真实可靠。 3米暗室： 参考测试数据： Horizontal 表示接收天线处于水平位置（另外还有一种是天线处于垂直位置，也就是说，这个产品需要有2张这样的图才算完整）； EN55015是测试标准，表明测试产品是灯具类； Freq是频率点，一般可能有问题的点需要单独点出来进行完整确认； Measurement是测试值，表示该频率点经确认后的最终值； Limit表示改点的限值，也就是测试值不能超过该值； Over表示超过Limit限值多少，也就是测试值减去限值的计算；（上面负数表示没超过限值，也就是符合要求；但有的机构是正数是符合要求，需要看清楚）； 以第一个为例：频率点为53.4714MHz，测试值为29.40 dBuV/m，限值为40 dBuV/m，超过限值为-10.60 dBuV/m（也就是没超过）。 同样的方法我们来看垂直的测试数据： 如第1个点，：频率点为43.0647MHz，测试值为46.90 dBuV/m，限值为40 dBuV/m，超过限值为6.9 dBuV/m（也就是超了，需要整改）。 另外需要注意的是：一般测试时需要留预留3dB才好（也就是距离限值有3dB的余量），因为EMC是不稳定的，而且不同实验室之间也是有误差的，所以余量愈多，就越保险。 第20卷第2期2006年3月 常熟理工学院学报 Journal of Changshu Institute of Technology Vol.20No.2 Mar.2006同步辐射光源简介 谭伟石1,蔡宏灵2,吴小山2 (1.南京理工大学理学院应用物理系,江苏南京 210094; 2.南京大学固体微结构实验室,江苏南京 210093) 摘 要:简要介绍了同步辐射概念、同步辐射光源的特点及我国同步辐射光源发展的现状。 关键词:同步辐射光源;同步辐射特点;发展现状 中图分类号:TL8O43 文献标识码:A 文章编号:1008-2794(2006)02-0097-05 著名的物理学家杨福家先生概括了人类文明史上影响人类生活的光源的进展,分为四类[1]:第一类光源是1879年美国发明家爱迪生发明的电光源。不言而喻,人类现在的生活与文明离不开电光源,它使人类战胜了黑暗。 第二类光源是1895年德国科学家伦琴发现的X射线源。“X”是“未知”的符号,但是这种神秘莫测的、肉眼看不见的X光从被发现的时候就展现了它的魅力和对人类的巨大影响。 第三类光源是20世纪60年代美国与前苏联一批科学家创造的激光光源。目前激光的应用已经进入千家万户。如我们家庭中的激光唱片,超市的收款机所用的激光扫描器等,当然也有用于激光核聚变的大功率激光设备等,对人类的生活带来了巨大变化。 第四类光源就是同步辐射光源。1947年在美国纽约州Schenectady市通用电气公司实验室的一台能量为70Me V的同步加速器上,首次观察到一种强烈的辐射,这种辐射便被称为“同步辐射”。同步辐射是速度接近光速的带电粒子在磁场中沿弧形轨道运动时放出的电磁辐射。由于同步辐射消耗了能量,妨碍了高能粒子能量的提高,所以当时一直被认为是个祸害,没有得到重视。但是,人们很快便了解到同步辐射是具有从远红外到X光范围内的连续光谱、高强度、高度准直、高度极化、特性可精确控制等优异性能的脉冲光源,可用于其它光源无法实现的许多前沿科学技术研究。而现在同步辐射已经成为一个重要的科学研究平台,它的应用领域已经覆盖了物理、化学、生物、材料、医药、地质等众多领域,已经成为衡量一个国家科研水平的重要标准。 1 同步辐射特点 同步辐射的主要设备,包括储存环、光束线和实验站。储存环使高能电子在其中持续运转,是产生同步辐射的光源;光束线利用各种光学元件将同步辐射引出到实验大厅,并“裁剪”成所需的状态,如单色、聚焦,等;实验站则是各种同步辐射实验开展的场所。同步辐射光源是人类发现的第四代光源。与前三种光源相比,它具有诸多优点: 1.1 频谱分布宽广 收稿日期:2005-10-15 作者简介:谭伟石(1970—),男,湖南安化人,副教授。 DOI:10.16101/https://www.360docs.net/doc/515489612.html, https://www.360docs.net/doc/515489612.html,32-1749/z.2006.02.020 手机辐射测量实验 课程名称：电磁兼容设计任课教师：实验教师： 班级：姓名： 同组同学： 一、实验目的 现代社会手机越来越普及，人们在享受方便快捷的同时，也在遭受手机信号产 生的电磁辐射的危害。打电话时手机离人脑很近，手机信号很容易被脑部组织吸收，产生一些难以预料的后果，因此用实验的方法了解手机辐射的大小分布；了解不同 制式、不同通话状态、不同使用条件下手机辐射大小的变化，对于我们正确防护至 关重要。 不同品牌的手机通信质量、信号强度总有差异，不同型号手机辐射强度大小、 不同网络之间的辐射差异以及不同距离的辐射强度大小究竟如何都是值得关心的问题。 二、实验设备 测量系统组成：（如右图） Agilent EMI接收机 E7405A 喇叭天线 3115 复合天线 3142 指针式电场测量仪 VUFM1670 电磁辐射分析仪NBM-550 各向同性电场探头EF0391 该系统可进行30M～18GHz频段的辐射发射测试。 手机信号的频段也在此范围内。 三、实验内容 1、测量手机的电磁辐射强度与距离的关系。测量距离分别取1.5 米、2 米和 2.5 米，测量时注意手机的位置保持不变，记录测量数据，比较其大小，分析原 因。 2、测量手机不同方位的辐射强度，测量取手机距复合天线1.5 米。取前面、 背面和侧面，手机放垂直方向。 3、测量手机不同状态的辐射强度变化，如待机、开机、关机、拨通瞬间和 正常通话几种状态，使用指针式电场测量仪，为减小测量误差可测三次取平均， 测量时尽量保持手机位置不变。尽量减少周围人员走动。 4、测量手机发短信、收短信时、浏览网页时的电场强度，记录测量数据。 5、测量使用手机耳机时辐射强度的变化，并解释“辐射强度变小”的原因， 用指针式电场测量仪测。 6、测量使用蓝牙时手机辐射的强度、信号弱与强时手机辐射强度的变化、不 同制式手机的辐射强度差异。 7、网络上流传在密闭空间打手机，如电梯间、小汽车内，信号强度会大几千倍，是真的吗？请设计实验验证。 四、实验数据及分析 1、测量手机的电磁辐射强度与距离的关系 电磁辐射检测方法文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688] 常规电磁辐射监测方法 1.电磁辐射污染源监测方法 1)环境条件 应符合行业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。 2)测量仪器 可使用各向同性响应或有方向性电场探头或磁场探头的宽带辐射测量仪。采用有方向性探头时，应在测量点调整探头方向以测出测量点最大辐射电平。 测量仪器工作频带应满足待测场要求，仪器应经计量标准定期鉴定。 3)测量时间 在幅射体正常工作时间内进行测量，每个测点连续测5次，每次测量时间不应小于15秒，并读取稳定状态的最大值。若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间。 4)测量位置 测量位置取作业人员操作位置，距地面、1、三个部位。 辐射体各辅助设施（计算机房、供电室等）作业人员经常操作的位置，测量部位距地面—。 辐射体附近的固定哨位、值班位置等。 数据处理 出每个测量部位平均场强值（若有几次读数）。 根据各操作位置的E值（H、P ）按国家标准《电磁辐射防护规定》（GB d 8702—88）或其它部委制定安全限值”作出分析评价。 2.环境电磁辐射测量方法 1）测量条件 气候条件： 气候条件应符合待业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度相对湿度。 测量高度： 离地面~2m高度。也可根据不同目的，选择测量高度。 测量频率： 电场强度测量值＞50 dBμV/m的频率作为测量频率。 测量时间： 本测量时间为5：00~9：00，11：00~14：00，18：00~23：00城市环境电磁辐射的高峰期。 24小时昼夜测量，昼夜测量点不应少于10点。 测量间隔时间为1h，每次测量观察时间不应小于15s，若指针摆动过大，应适当延长观察时间。 2）布点方法 典型辐射体环境测量布点 对典型辐射体，比如某个电视发射塔周围环境实施监测时，则以辐射为中心，按间隔45°的八个方位为测量线，每条测量线上选取距场源分别30、50、100mm等不同距离定点测量，测量范围根据实际情况确定。 各国工频电磁场限值的有关情况汇总 据了解，到目前为止，国际上尚无工频电磁场暴露限值的IEC标准或其他国际标准，只有ICNIRP(国际非电离辐射防护委员会)向世界各国推荐了一个电场和磁场辐射限值的导则：《限制时变电场、磁场和电磁场暴露(300GHz以下)导则》，其中推荐以5000V/m作为居民区工频电场限值标准，100μT作为公众全天辐射时的磁感应强度限值标准。 目前我国所有相关的规范和技术标准中，涉及环境中工频电场强度、磁场强度限值的只有《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T 24–1998)，其原文是：“关于超高压送变电设施的工频电场、磁场强度限值目前尚无国家标准。为便于评价，根据我国有关单位的研究成果、送电线路设计规定和参考各国限值，推荐以4000V/m作为居民区工频电场评价标准，推荐应用国际辐射保护协会关于公众全天辐射时的工频限值100μT作为磁感应强度的评价标准。待相应国家标准发布后，以其规定限值为准。”很明显，该推荐限值就是以国际非电离辐射防护委员会的导则为基础的，并且电场强度的限值更严格。 世界上其他各国或学术组织关于工频电场和磁场的限值情况见下表： 另外需要说明的是： 欧洲议会1999年7月发布了一个一般公众电磁场暴露限值的推荐标准。这是一个供欧洲各国制定标准的框架，目前已有许多欧洲国家准备接受这一标准。这个标准建立在ICNIRP导则基础之上，同样是以目前已经得到确认的效应作为 基准。 美国没有统一的国家标准。一些学术组织制定了自己的标准，许多州也根据自己的情况制定了输电线路的工频电磁场标准。 日本并没有公众工频磁场暴露限值的明确标准，1993年，日本一个政府研究机构的报告中提到，居住环境中产生的工频磁场场强比WHO和类似组织的标准中的限值要低得多，认为没有必要制定工频磁场标准。 英国NRPB(国家辐射防护委员会)在1993年制定了自己的电磁暴露标准。 澳大利亚，德国这两个国家分别在1989年，1996年出台了自己的电磁场暴露标准。 瑞典根据住在高压输电线附近，儿童白血病和年磁场电平影响的相关性，提出工频磁场2mG(0.2μT)作为输电线路通过居民区的导则。 瑞士规定工频磁场强度限值为1μT。 综观上述各国以及国际组织的标准，可以看出以下一些特点： (1)电场标准目前比较一致，磁场标准差异较大。公众工频电场暴露限值在安全系数的选取上各有不同，这里边既有技术上的因素，也和各国社会政治，经济方面的差异有关，和标准出台的时间也有关系，并没有明确的科学依据。磁场标准的差异主要是因为各国对磁场长期暴露效应的看法不同。 (2)ICNIRP导则已得到相当多国家的认可。 相对世界上其他国家和组织的同类限值，我国的《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T 24–1998)中推荐的限值从数值上是居中的。在针对磁悬浮线路电磁环境影响的评价和监测中，只要正确地引用上述限值就无不妥之处。 上海市辐射环境监督站 二○○八年一月十八日 电磁辐射污染问题答复口径 一、高压电力设施 （一）电力系统及电磁感应介绍 电力系统是指由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配的统一整体。北京目前电力系统的电压等级主要有220V、380V、10kV、3 5kV、110kV、220kV、500kV。只要有电荷存在，其周围就会有感应电场，有电流就会有感应磁场，电力设施的电压感应出电场，电流感应出磁场。感应场的特点是随着与感应源距离的增加迅速衰减，感应场的影响范围非常小。在我国，电力系统使用的频率为50Hz，通常称之为“工业频率”（简称“工频”），属于极低频范围。在电力设施的周围形成的工频电场和工频磁场主要为感应场，不同于辐射场。电力设施产生的工频电场和工频磁场二者单独存在，不能互相转换，也不能向外辐射。 输变电设施周围存在的电场和磁场是否对公众有潜在的健康影响，已成为公众关心的热点问题。近40年来，在国际范围内已对此进行了大量研究，其中世界卫生组织（WH O）组织世界上40多个国家历时10年开展的“国际电磁场研究计划”和美国全国环境卫生研究所（NIEHS）历时6年完成 的“电磁场研究与公众资料传播计划”均已通过各种方式发表了他们的官方观点，明确指出：没有足够证据证明长期暴露在公众暴露和职业暴露水平的电场和磁场，对人体是有害的，或是会引起包括癌症在内的疾病。 从安全角度考虑，国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）对职业暴露限值给出了10倍的安全裕量，对公众暴露限值给出了50倍的安全裕量。规定在频率为50Hz时，公众暴露限值为：工频电场5kV/m，工频磁场100μT，该标准已被大多数国家采用。我国《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》（HJ/T24-1998）中推荐以4kV/m作为居民区工频电场评价标准，以100μT为工频磁场评价标准。该标准严于ICNIRP的标准。 关于低于标准的工频电磁场会引起儿童白血病的问题,国外自上世纪七八十年代即有报道。但大部分专家对此持不同意见，认为属于小概率事件，不具有可重复性。世界卫生组织（WHO）在综合了近年来国外研究机构进行的大量研究成果后认为，“个别关于低频磁场曝露与儿童白血病相关的流行病学研究报告缺乏实验研究支持，缺乏科学的解释，也未排除存在于流行病学调查中的混淆因素。极低频场曝露与癌症间的因果关系未得到确认”。也就是说医学界也无法证明低水平工频电磁场会造成白血病，因此，WHO认可了ICNIRP标 激光与同步辐射结合技术 同步辐射与激光结合的实验主要为所谓的双色类型试验，即某一波长的激光(或同步辐射)光子激发样品后由另一波长的同步辐射(或激光)光子进行探测.由于激光和同步辐射都是脉冲光源，实验要求将激光与同步辐射进行同步化。同步辐射光的脉冲性质是由电子储存环中电子的束结构所决定的.对于单一电子束运转情况，脉冲周期t由电子储存环周长L可以估算出：t=L/c，其中c为光速.在大多数第三代同步辐射装置上，由于高辐射亮度要求多电子束运转 同步辐射与激光结合的实验主要为所谓的双色类型试验，即某一波长的激光(或同步辐射)光子激发样品后由另一波长的同步辐射(或激光)光子进行探测.由于激光和同步辐射都是脉冲光源，实验要求将激光与同步辐射进行同步化。 同步辐射光的脉冲性质是由电子储存环中电子的束结构所决定的.对于单一电子束运转情况，脉冲周期t由电子储存环周长L可以估算出：t=L/c，其中c为光速.在大多数第三代同步辐射装置上，由于高辐射亮度要求多电子束运转，这时同步辐射光脉冲周期t相应地缩短n倍(n为电子束数).目前同步辐射光源的典型脉宽是几十皮秒，多束转运脉冲周期多为几个纳秒，占空因子Δt/t约为 10-2—10-3.如果使用一个连续激光光源，一般希望同步辐射的电子存储环内注入较多的电子束运转，使同步辐射光源的重复工作频率尽可能地提高，以产生大的占空因子Δt/t和连续激光相适应.在脉冲激光的情况下，激光脉冲和同步辐射光脉冲的同步是非常关键的.对于像锁模激光器或者飞秒激光振荡器这类工作在高重复率(典型重复率是80MHz)的激光器而言，它的输出光脉冲与高重复频率的同步辐射光脉冲可能产生部分重叠，即发生偶然同步，满足某些实验要求.如果同步辐射光源与一个低重复的激光光源(如准分子激光器或Nd∶YAG激光器)相结合，则需要严格的脉冲同步化以提高实验效率.脉冲同步化的时间基准通常取自同步辐射装置中用于补充电子束能量的射频源.射频源的时间信号往往需要通过一个电子学分频器分频后作为脉冲信号输出，触发激光器振荡.这时同步辐射光脉冲重复频率与激光脉冲频率恰为整数倍，使得某些同步辐射的光脉冲完全和激光脉冲发生重叠.由于同步辐射电子束注入运转一定时间后电子束发散度的变化会带来同步辐射光脉冲结构的变化，实际在实验上还需进一步监测两个脉冲的时间、空间重叠情况.并且为了提高信噪比，测量电子学系统也往往采用时间门电子学计数技术，扣除各种背景噪音。 同步辐射与激光相结合可以应用在光电子能谱、质谱、吸收、发光光谱等谱学中.结合同步辐射和激光的双色实验具有一些其他方法不能比拟的优点.例如，两光子可以达到很宽的激光能量范围，产生与单光子过程完全不同的终态，进而大大扩展了以往的实验研究范围和补充了单一光源的单光子过程所能得到的信息.另外，由于双色实验基本上是一个两步过程，使用的光源都是脉冲的，如果同步两个光源并改变两个光脉冲的相对时间延迟，则可以进行时间分辨激发态过程的研究。同步辐射技术
电磁辐射例子
电磁辐射污染现状
物理性污染控制习题第四章答案
同步辐射光源与技术介绍-BIG
电磁辐射污染造成的危害及防范措施心得体会
电磁辐射污染 阅读附答案
同步辐射原理与应用简介
教你如何看懂EMC空间辐射测试数据
同步辐射光源简介
手机辐射测量实验报告
电磁辐射检测方法
电磁辐射暴露限值和测量方法
电磁辐射污染问题答复口径讲解
激光与同步辐射结合技术讲解