电磁场在阻垢方面的研究

摘要：本文研究了脉冲高压静电场与磁场复合作用对工业循环水的阻垢特性。发现脉冲高压静电场和磁场复合作用于水处理的CaCO3垢和CaSO4垢的阻垢方面是有效可行的，能够很好的抑制水垢的生成以及在换热面上的沉积。

关键词：脉冲高压静电场；磁场；阻垢；

工业用水系统中发生的结垢问题，对工厂设备的有效利用危害很大，它可能导致生产效率下降、费用提高，和引起设备和人身事故。所以，应该采取合理的水处理技术对水质加以处理，最大可能的排除这些障碍，达到所要求的用水指标。

本次实验在已有的脉冲高压静电水处理的基础上再增加磁场处理，以弥补彼此的不足并增强水处理的效果，更好的发挥它们的优越性。

实验现象：在没有经过脉冲高压静电场、磁场复合处理的情况下，水箱底部以及侧壁均附着一层白色的晶体，电加热器外壁上也明显附着一层白色的垢层；而经过脉冲高压静电场、磁场复合处理之后却观察不到此现象。

1.阻垢率

1)电磁复合处理对CaCO3垢的阻垢率

循环处理8h之后，取出经过脉冲高压静电场、磁场复合处理以及脉冲高压静电场处理和未处理实验装置中的电加热器，分别称重，实验结果如下表：表1电磁复合处理、静电处理与未处理的CaCO3垢重

阻垢率公式为：

(4-1)

式中：－阻垢率，%；

－未处理装置中电加热器的垢量，克；

－经过处理之后电加热器的垢重，克。

于是，由上式可得出电、磁复合处理的阻垢率为：

得出静电处理的阻垢率为：

分析：从实验结果来看，脉冲高压静电场和磁场复合作用于循环水的阻垢方面，能起到很好的效果，明显减少了CaCO3垢在换热面上的沉积，阻垢率达到93.2%；而单纯用脉冲高压静电场对水进行处理，虽然也有一定的阻垢作用，可是阻垢率不高，只达到63.1%，电、磁复合处理的阻垢率比单纯用静电场处理提高了47.7%。显而易见，脉冲高压静电场和磁场复合作用于水处理的CaCO3垢阻垢方面是有效可行的，能够很好的抑制水垢的生成以及在换热面上的沉积。

2)电磁复合处理对CaSO4垢的阻垢率

循环处理8h之后，取出经过脉冲高压静电场和磁场复合处理以及脉冲高压静电场处理和未处理实验装置中的电加热器，分别称重，实验结果如下表：表2电磁复合处理与未处理的CaSO4垢重

静电处理的阻垢率为：

分析：从本实验结果来看，静电处理对CaSO4晶体在换热面上的沉积具有较好的阻垢效果，在这方面比用磁场处理具有优越性，阻垢率达到74.0%；采用脉冲高压静电场和磁场复合处理之后，阻垢率达到82.9%，明显减少了CaSO4垢的生成；可见，脉冲高压静电场和磁场复合作用于循环水中的CaSO4垢的阻垢方面，具有很好的阻垢效果，这样就可以弥补单纯用磁场处理对CaSO4垢的抑垢效果差这一缺点，显示出电、磁复合处理的优越性。

2.电、磁复合处理与未处理水样的电导率值比较

下图是电磁处理水与未处理水的电导率随时间的下降值：

图1电、磁处理水与未处理水随时间变化的电导率下降值

分析：从实验结果看出，未处理水样的电导率迅速下降，而经过电、磁复合处理的水样的电导率呈缓慢下降趋势。电导率下降是因为水中成垢的阴阳离子结合成CaCO3并结晶析出使导电能力减弱。由于CaCO3在水中具有反常溶解度，随着温度升高在水中的溶解度反而下降。因此未处理水样随着水温升高，CaCO3晶体在水中迅速析出，电导率也就迅速下降；而经过电、磁处理后的水样，电导率下降缓慢，这说明脉冲高压静电场和磁场复合处理明显抑制了成垢阴阳离子的结合，也就是抑制了CaCO3在水中的结晶析出，这也是电磁处理能阻垢的原因之一。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家计委交通能源司，中华人民共和国国家统计局工业交通司编，中国节能，北京：中国电力出版社，1998

[1]李朝绪，锅炉排污和水垢清除，天津：科学技术出版社，1980

反重力铸造技术论文

反重力铸造技术的研究与发展摘要：以反重力铸造技术为题，对其所属的几种铸造技术进行了简要介绍，对反重力铸造技术的技术原理和一般应用做了说明并根据现状推测其未来的发展。关键词：反重力铸造；低压；真空吸铸；差压；发展；展望 Development and Prospect of Counter-gravity Casting Abstract ：Anti-gravity casting technology to several of its casting technology are briefly introduced, the technology of anti-gravity casting technology principle and general application and according to the present situation that its future development. Key word：Anti-gravity casting;Low pressure;Vacuum suction casting;Differential pressure.Development;Looking forward to Guide teacher: xiao-xu zhang 一，引言所谓的反重力铸造( CGC)技术，也就是差压、真空吸铸、低压铸造技术。该技术原理可大致描述如下：处于升液管中的液态金属在外加驱使力的作用下，沿着升液管克服重力，突破其他阻力的影响，进入铸型，形成铸件。反重力铸造技术在铸造过程中由于对金属液压力类型的不同又可以分为低压铸造、差压铸造以及真空吸铸等。外加的驱动力使得反重力铸造技术成为一种可控的技术，因此才得以快速的发展。正因如此，在金属液充填铸型的过程中，可通过通过设备控制外加压力的大小以实现不同速度的充填，从而满足不同工艺的要求；同时，也可以使液态金属在较大的作用力下凝固，提高了金属液的补缩能力。在未来，反重力铸造技术会凭借自己的优势并借助计算机技术的发展而不断的被改进，向着高智能高自动化发展，并应用于更加广泛的领域。二，反重力铸造技术的研究现状反重力铸造技术是20世纪初发展起来的新的铸造技术和方法。在实际的生产中，由于生产需求和应用情况的不同，又可将其分为低压铸造、差压铸造及真空吸铸等。（一）低压铸造低压铸造是最早的反重力铸造技术，原理于1910年提出[1]。该技术原理是液体金属在压力（一般为气体压力）作用下，完成充型、凝固的过程而获得所需铸件的一种铸造方法。由于作用的压力较低（一般为20~70kPa），故称为低压铸造。低压铸造起源于20世纪40年代，但直到60年代才开始推广，大范围应用于工业生产的各个领域低压铸造的铸型可使用砂型和金属型及石膏型等，也可以是石墨型及熔模壳型，可用来生产铝合金和铜合金的铸件。其铸造过程可分为5个阶段：合型、升液阶段、冲型阶段、凝固阶段、顶出。低压铸造的特点是在升液管中液态金属可以平稳的流动，从而使里面的杂质沉淀而除去，提升了铸件的质量；又由于铸型受到升液管所施加的正向压力，因此得到的铸件的性能在各方面都有明显提升，铸件内部的缺陷明显减少，性能显著提升。（二）差压铸造差压铸造法是20世纪60年代初发展起来的铸造新方法，又称反压铸造[2]。反压铸造是低压铸造的进一步发展，其基本装置与低压铸造类似，但是在铸型的外部加了一个密封罩，在铸造过程中，通过外部驱动了力向坩埚和罩内通入压缩空气，并使坩埚内压力稍强，因此升液管中的液态金属被压入铸型，并结晶成型。差压铸造技术在具体实施过程中会根据情况的不同而施加不同的压力，因此也就有了不同的分类，这里不一一介绍。差压铸造的实质是低压充型与压力下结晶两种铸造方法的结合。可获得无气孔、无夹杂、组织致密的铸件[2，3]。差压铸型可以用砂型，也可用金属型。单件、小批量生产时可用砂型，生产批量大时，可用金属型。铸件重量可从小于1kg 至100kg以上，到目前为止，国内的铸件壁厚已经达到国际水平，处于世界领先地位，我国的差压铸造技术也正处于快速发展时期。可铸造的合金有铝合金、锌合金、镁合金、铜合金，以及铸铁、铸钢。生产的铸件有电机壳、阀门、叶轮、气缸、轮毂、坦克导轮、船体等[4]。在压力铸造机上生产受投影面积或壁厚限制的铸件均可用差压铸造法生产。

【DOC】080904电磁场与微波技术解读

电磁场与微波技术专业(080904)研究生培养方案一、培养目标 1、硕士研究生：牢固树立爱校、爱国、爱中华民族的思想，具备坚持真理、献身科学的勇气和品质以及科学职业道德、敬业精神、团结合作精神。具备电磁场与微波技术方面扎实的理论基础和宽厚的知识面。掌握与本专业相关的实验技能，对与本学科相邻及相关学科的知识有一定的了解。具备灵活应用所学知识分析和解决实际问题的能力。有独立从事科学研究的能力。掌握一到二门外国语，能用英语阅读专业书籍、文献并撰写科学论文。 2、博士研究生：牢固树立爱校、爱国、爱中华民族的思想，具备坚持真理、献身科学的勇气和品质以及科学职业道德、敬业精神、团结合作精神。在硕士研究生培养目标所达到的要求基础之上，不仅要掌握本专业理论和实验的专业知识，还要掌握与本学科相邻及相关学科的知识，在独立从事科研工作中，具备综合、分析能力，在开展所从事研究方面的前沿研究工作中，具备创新和发展的能力。熟悉所从事研究方向的科学技术发展新动向。掌握一至二门外语，能用英语熟练阅读专业书籍、文献，并能撰写并在国际会议上宣读科学论文。二、学科介绍 1、电磁场与微波技术学科的主要研究方向 (1) 电磁场理论； (2) 人工电磁材料与结构设计与应用； (3) 微波器件和微波测量技术与应用； (4) 电磁波吸收与辐射； (5) 太赫兹技术； (6) 固态量子信息调控技术。 2、师资力量和科研水平本学科师资力量较雄厚，有中国科学院院士、“长江学者奖励计划”特聘教授和讲座教授以及教育部“新世纪优秀人才”等一批优秀学者，成为本学科的学术带头人和学术骨干。目前有教授9人、博士生导师6人、副教授和高工3人。在科学研究方面，以电子学、物理学的基本理论方法和现代实验技术作为手段，探索新型电子材料，研究其中有关物理过程和电磁现象的基本规律，据以开发新型的微波和太赫兹电子器件和系统，并在实际中推广应用。目前，本学科不仅开展了大量国际前沿性的研究工作，取得了突出的成果，享有很高的国际声誉，同时也开展应用和工程化研究，为我国国民经济和国防现代化做出了重要贡献。 3、近期承担科研项目和重大课题本学科承担了大量国家973计划、国家863计划、国家自然科学基金等重大科技计划项目，以及省、部级科研项目和横向合作的研发项目，产生了较大的社会效益和经济效益。近期主要科研项目和重大课题有：

电磁场在科学技术中的应用

电磁场在科学技术中的应用命题趋势电磁场的问题历来是高考的热点，随着高中新课程计划的实施，高考改革的深化，这方面的问题依然是热门关注的焦点，往往以在科学技术中的应用的形式出现在问题的情景中，将其他信号转化成电信号的问题较多的会在选择题和填空题中出现；而用电磁场的作用力来控制运动的问题在各种题型中都可能出现，一般难度和分值也会大些，甚至作为压轴题。知识概要电磁场在科学技术中的应用，主要有两类，一类是利用电磁场的变化将其他信号转化为电信号，进而达到转化信息或自动控制的目的；另一类是利用电磁场对电荷或电流的作用，来控制其运动，使其平衡、加速、偏转或转动，已达到预定的目密立根实验—电场力与重力实验速度选择器—电场力与洛伦兹力的平衡直线加速器—电场的加速质谱仪—磁场偏转示波管—电场的加速和偏转回旋加速器—电场加速、磁场偏转电流表—安培力矩电视机显像管—电场加速、磁场偏转电动机—安培力矩磁流体发电—电场力与洛伦兹力的平衡霍尔效应—电场力与洛伦兹力作用下的偏转与平衡磁流体发电机—电场力与洛伦兹力作用下的偏转与平衡【例题1】（2001年高考理综卷）如图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为U 的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s2、s3射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝s3的细线。若测得细线到狭缝s3的距离为d，导出分子离子的质量m的表达式。【例题2】如图为质谱仪原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器。选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右。已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直 MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。可测量出G、H间的距离为l。带电粒子的重力可忽略不计。求：（1）粒子从加速电场射出时速度v的大小。（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向。（3）偏转磁场的磁感应强度 B2的大小。【例题3】质谱法是测定有机化合物分子结构的重要方法，其特点之一是：用极少量(10-9g)的化合物即可记录到它的质谱，从而得知有关分子结构的信息以及化合物的准确分子量和分子式。质谱仪的大致结构如图甲所示。图中G的作用是使样品气体分子离子化或碎裂成离子，若离子均带一个单位电荷，质量为m，初速度为零，离子在匀强磁场中运动轨迹的半径为R，试根据上述内容回答下列问题： (1)在图中相应部位用“·”或“×”标明磁场的方向； (2)若在磁感应强度为B特斯拉时，记录仪记录到一个明显信号，求与该信号对应的离子质荷比(m/e)。电源高压为U。 (3)某科技小组设想使质谱仪进一步小型化，你认为其研究方向正确的是。 A.加大进气量 B.增大电子枪的发射功率 C.开发新型超强可变磁场材料 D.使用大规模集成电路，改造电信号放大器加速电场速度选择器偏转磁场 U G H M N + - +

神秘的推力国外对反重力研究之窥斑转贴

神秘的推力国外对反重力研究之窥斑转贴《简氏防务周刊》曾发表了一篇题为"神秘的推力"的文章，介绍了近年来一些美国和俄国科学家一直在探讨一种能对重力进行控制的推力（升力）发生器，尽管至今没有任何人能对这种现象给以解释,但由于这类研究可能会对航空器的发展带来划时代的影响,并有可能会发展出一种新型武器,所以受到了各国的高度关注,美国NASA、波音公司以及一些知名的研究机构已开始介入研究去年7月，美国一家称为"跨学科技术"公司声称他们完成了一系列"能够改变我们日常生活方方面面"的试验。这不仅引起了美国NASA的高度关注，也引起了许多其他国家科学家的浓厚兴趣。能浮起的"升力器" 跨学科技术公司声称，他们设计了一种所谓的"升力器"。这个"升力器"是用一种轻木棍做成一个三角框架，棍上附着一根电线，周围用金属箔片围绕而成。只要将正电接通电线，负电接通金属箔片后，这个升力器就会飘离桌面，升到空中。这个"升力器"的设想最初是该公司的一位电-光工程师在进行一种激光器试验时发现的。在他所试验的激光器中也有类似的电线-金属箔片的部件，他发现只要一接通电流，金属箔片就会出现莫名其妙的扭曲运动。接着他又发现如果把一个电线和金属箔片形成的三角体作为一个单元体，那么通过多个这种单元体的组合可以做成更大和更重的"飞行器"，其外形既不用设计成空气动力外形，也不需要运动部件，只要通上电流就能升到空中。在跨学科技术公司公布这个试验不久，一位法国物理学家就在自己的试验室里再现了这个试验，还对所谓"升力"作了定量的测定。他所用的"升力器"是由36个三角单元体组成的外廓尺寸为820毫米×700毫米的6面体。材料同样是轻木、铝箔和电线。升力器的重量为32克，使它升起需要的电源的功率约为81瓦（电压40千伏，电流2.01毫安），使它稳定飞行的电源功率为132.9瓦（电压44千伏，电流3.02毫安）。据称，这个"升力器"能很快地加速上升，而且能非常稳定地悬浮在空中。问题是，这种"升力器"是靠什么力把它推到空中的？有人曾把这个升力的产生解释为"离子风"效应，即当电子穿过电线与金属箔片的间隙时产生的"微风"引起的结果。但是，跨学科技术公司很快用试验否定了这个说法，他们在电线与箔片的空间设置了障碍物，阻断了电子流，"升力器"照样能升起。这个试验立刻引起了美国NASA的高度关注，因为早在20世纪20年代末，就有一个叫布朗的发明家，用一个非对称圆盘板进行过类似的试验。被推动的圆盘当时，布朗用的金属圆盘一面是平的，另一面略微鼓起，形成了一个非对称的电容器。当布朗在一侧通上负极，另一侧通上正极后，圆盘就会向正极方向推移。 1952年，布朗又利用所谓的"电子能量"推力原理设计了一个直径约1米的被称为M3的圆盘截流器，并向美国空军进行了一系列演示试验。据称，试验给人印象"十分深刻"，由于整个试验是高度保密的，所以没有公布具体结果，只透露通电的电压高达150千伏。当时有人就认为是"离子风"效应。但由于这种圆盘通电后即被推向空中的现象显然是违背了牛顿的万有引力定律，所以整个试验和对它的一些解释，如"电子重力"、"反重力"等都被归入"伪科学"而搁置了起来。跨学科技术公司的"升力器"的试验公布以后，NASA认为，这种"升力器"应当就是布朗非对称电容器的三维化的扩展，只是这里的电容器就是电线与金

电磁场与微波技术在日常生活中的应用

电磁场与微波技术在日常生活中的应用学院：信息科学与工程学院专业班级：电子0803班姓名：叶琳琳学号：20082722

电磁场与微波技术在日常生活中的应用电磁场与微波技术在日常生活中的应用是非常广泛的，其应用大致体现在电磁起重机，磁悬浮列车小到电动机，指南针，扬声器，变压器，电磁炉，微波炉，以及微波技术在食品中的应用，微波加热，微波杀菌等等。其中，电磁炉，微波炉，以及微波技术在食品工业中的应用等等。电磁炉是厨具市场的一种新型灶具，它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场，当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流，涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。电磁炉的优势首先表现在它的热效率极高。作为倡导"绿色厨房文化"的高科技产品，电磁炉的应用原理是电流通过线圈产生磁场，磁场内的磁力线通过含铁物质的底部时，促使铁分子高速运动，产生无数小涡流，因此热效率高，鉴于电磁炉的种种优点，现在大量使用。电磁炉的优势首先表现在它的热效率极高。作为倡导"绿色厨房文化"的高科技产品，电磁炉的应用原理是电流通过线圈产生磁场，磁场内的磁力线通过含铁物质（铁锅、不锈钢锅、搪瓷锅等）的底部时，促使铁分子高速运动，产生无数小涡流，因此热效率高。相比之下，传统炉具，如电热炉、石油气炉、煤气炉及电饭锅的加热原理是先烧红器皿底部直接加热锅内食物，另有部分热耗用在燃烧空气，热效率在40％－70％之间，热能耗量大、煮食慢。而电磁炉的热效率普遍高于80％，连盟电磁炉热效率能够达到93%。用传统炉灶明火烧开一壶水需要9分钟，而放到电磁炉上则只需2~3分钟，大大节省了能源。连盟电磁炉不受锅具种类和大小的左右，独有的热能强力制御开发， 2200W的电磁炉产生的极高的热值相当于4800 KCAL／m3的煤气炉发出的高火力。微波炉是利用了微波是一种电磁波，其能量比通常的无线电波大得多。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。微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波从炉内逃出，以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达5cm深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，食物就会被煮熟了，这就是微波炉加热的原理。用普通炉灶煮食物时，热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。而用微波炉烹饪，热量则是直接深入食物内部，所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上。微波炉由于烹饪的时间很短，进而能很好地保持食物中的维生素和天然风味，满足人们的需求。微波技术在食品行业中的应用也是相当的广泛。鉴于微波具有加热迅速、均匀、节能高效、防霉保鲜、可连续生产、安全无害、设备占地面积小、改善劳动条件等优点，已被广泛应引用于粉状、颗粒、片状等各种食品、营养品、调味品、

电磁场与电磁波学科发展历程

电磁场与电磁波学科发展历程一.早期的电磁学研究早期的电磁学研究比较零散，下面按照时间顺序将主要事件列出如下： 1650年，德国物理学家格里凯在对静电研究的基础上，制造了第一台摩擦起电机。1720年，格雷研究了电的传导现象，发现了导体与绝缘体的区别，同时也发现了静电感应现象。1733年，杜菲经过实验区分出两种电荷，称为松脂电和玻璃电，即现在的负电和正电。他还总结出静电相互作用的基本特征，同性排斥，异性相吸。1745年，荷兰莱顿大学的穆欣布罗克和德国的克莱斯特发明了一种能存储电荷的装置－莱顿瓶，它和起电机一样，意义重大，为电的实验研究提供了基本的实验工具。1752年，美国科学家富兰克林对放电现象进行了研究，他冒着生命危险进行了著名的风筝实验，发明了避雷针。 1777年，法国物理学家库仑通过研究毛发和金属丝的扭转弹性而发明了扭秤。1785－1786年，他用这种扭秤测量了电荷之间的作用力，并且从牛顿的万有引力规律得到启发，用类比的方法得到了电荷相互作用力与距离的平反成反比的规律，后来被称为库仑定律在早期的电磁学研究中，还值得提到的一个科学家是大家都已经在中学物理课本中学过的欧姆定律的创立者－欧姆。欧姆,1787年3月16日生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠。父亲自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途缀学，到1813年才完成博士学业。欧姆是一个很有天才和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究，自己动手制作仪器。欧姆对导线中的电流进行了研究。他从傅立叶发现的热传导规律受到启发，导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差。因而欧姆认为，电流现象与此相似，猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即现在所称的电动势，并且花了很大的精力在这方面进行研究。开始他用伏打电堆作电源，但是因为电流不稳定，效果不好。后来他接受别人的建议改用温差电池作电源，从而保证了电流的稳定性。但是如何测量电流的大小，这在当时还是一个没有解

电磁场在社会中的应用解读

电磁场在社会中的应用麦克斯韦全面地总结了电磁学研究的全部成果，并在此基础上提出了“感生电场” 和“位移电流”的假说，建立了完整的电磁场理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的内在联系及统一性，完成了物理学的又一次大综合。他的理论成果为现代无线电电子工业奠定了理论基础。麦克斯韦方程组是麦克斯韦建立的描述电场与磁场的四个方程。方程组的微分形式，通常称为麦克斯韦方程。在麦克斯韦方程组中，电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来，建立了完整的电磁场理论体系。这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。麦克斯韦方程组在电磁学中的地位，如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论，是经典物理学最引以自豪的成就之一。它所揭示出的电磁相互作用的完美统一，为物理学家树立了这样一种信念：物质的各种相互作用在更高层次上应该是统一的。另外，这个理论被广泛地应用到技术领域。麦克斯韦方程组的积分形式如下： (1) (2) (3) (4) 上面四个方程可逐一说明如下：在电磁场中任一点处（1）电位移的散度等于该点处自由电荷的体密度；（2）磁感强度的散度处处等于零。（3）电场强度的旋度等于该点处磁感强度变化率的负值；（4）磁场强度的旋度等于该点处传导电流密度与位移电流密度的矢量和；在麦克斯韦方程组中，电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。 1 CDMA 技术 CDMA ，就是利用展频的通讯技术，因而可以减少手机之间的干扰，并且可以增加用户的容量，而且手机的功率还可以做的比较低，不但可以使使用时间更长，更重要的是可以降低电磁波辐射对人的伤害。 CDMA 的带宽可以扩展较大，还可以传输影像呢，这是第三代手机为什么选用CDMA 的原因。就安全性能而言，CDMA 不但有良好的认证体制，更因为其传输的特性，用码来区分用户，防止被人盗听的能力大大地增强。目前CDMA 系统正快速发展中。 Wideband CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术，为IMT-2000的重要基础技术，将是第三代数字无线通信系统的标准之一。 1．1 CDMA 技术背景 CDMA 技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA 技术，其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。1995年，第一个CDMA 商用系统（被称为IS-95）运行之后，CDMA 技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验，从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。全球许多国家和地区，包括中国大陆、中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA 商用网络。 S d t D J s l d H c S )(??+=???S d t B l d H S S ????-=?dV S d D V V S ??=?ρ 0=??S S d B

未来10大科技发明(精)

未来10大科技发明海洋殖民地据国外媒体报道，目前，国外网站列举全球十大未来必要的科技发明，如：人类在海洋建立永久性殖民地、跨越大西洋、北美洲建立大西洋隧道等。 1、海洋殖民地海洋殖民地是理论上人类永久性在海洋“殖民居住”，像这样的殖民地可能漂浮在水面上、或固定在海底以及存在于海底与水面之间。海洋殖民地的优势包括：扩展人类活动范围和扩大地球资源使用。海洋殖民地所获得的经验可用于太空殖民应用，海洋可能提供简单的殖民方式，首先为人类未来的太空殖民积累经验。这将如何实现呢？海洋殖民地的经济效益必须值得考虑，基于该殖民地的自维持性，殖民地必须发挥海洋上的相对经济优势，它可以节省陆地基础建筑的成本，在漂浮基础结构上建造无须“土地成本”。殖民地可以利用潮汐能量制造电能输出，为海洋殖民地提供基础能源。大西洋隧道 2、大西洋隧道大西洋隧道是一种理论上的交通通道，它跨越大西洋、北美洲和欧洲之间，能够承载火车等类型的交通工具，使用先进的技术，预计交通工具的速度可达到300-5000英里/小时(500-8000公里/小时。这种隧道非常大，可实现1小时之内从纽约到达伦敦，或在海上运送货物，可节省时间和成本。这将如何实现呢？计划建造这样的隧道实际上目前还没有进展，目前离设计概念还有很大的差距，而且没有积极有效的建造计划。主要的碍障是建造这样隧道的成本，至少需要12万亿美元，以及当前建筑材料的限制。大西洋隧道要比传统隧道长215倍，建造成本是其3000倍。全球地方性Wi-Fi 3、全球地方性Wi-Fi 地方性Wi-Fi的概念是将整个城市成为地一个无线网络访问区(Wireless Access Zone，其最终目标是提供全球性无线访问服务。通常是由地方性宽带Wi-Fi通过部署无线网状网络到较大的地方性区域。这个典型性的部署使用了数百个路由器安置在户外环境中。该无线网络的操作者的工作相当于一位无线互联网服务提供者。这将如何实现呢？实际上，此项技术已在遍及世界的许多城市存在了，然而它却并未成为互联网服务的主流。通常，一个私人通信公司与当地政府合作建立这样的网络并进行操作维护。建造该无线网络的费用由私人通信公司和当地政府共同承担。一旦该网络建成，将使人们的网络服务进入一个新纪元，使人们的上网更加便利。该无线网络服务可能是免费的，支持广告宣传，可向用户收取月租费用，或结合其他一些收费项目。仿生学 4、仿生学仿生学是指从生物学向工程学

电磁场研究型教学

媒质的磁化及其应用 12213025 张晓刚 12213022 叶盛关键词：媒质磁畴磁化摘要：介质的磁化是在学习恒定磁场的过程中会遇到的重要组成部分。本文通过总结已学的知识和查阅相关资料，通过（1）不同物质的磁化特性及其应用；（2）磁畴特性及其应用两个部分来探讨媒质的磁化及相关性质。 Abstract: the magnetization of the medium is an important part of the learning process will encounter in a constant magnetic field.Knowledge and access to relevant information through the summary of the learned,through(1)magnetization characteristic and application of different substances; (2)the two part of the domain characteristics and application of medium magnetization and related properties. 磁介质的基本概念与电解质的类似，研究方法也异曲同工。磁介质涉及的一些基本概念有，磁性、磁化……磁介质是指对磁场有一定响应,并能反过来影响磁场的物质一般物质在较强磁场的作用下都显示出一定程度的磁性，即都能对磁场的作用有所响应，所以都是磁介质。磁性是物质的基本属性之一，即物质的磁学特性吸铁石（天然磁体）具有强磁性，多数物质一般情况下没有明显的磁性。一：媒质的磁化磁化是指在外磁场的作用下，原来没有磁性的物质，变得具有磁性，简称磁化。磁介质被磁化后，会产生附加磁场，从而改变原来空间磁场的分布。就是在外磁场作用下大量分子电流混乱分布（无序）——整齐排列（有序）每一个分子电流提供一个分子磁矩p分子磁化了的介质内分子磁矩矢量和p分子0分子磁矩的整齐排列贡献宏观上的磁化电流I’（虽然不同的磁介质的磁化机制不同）。（1）磁化强度矢量M

学科前沿与发展动态总结报告--反引力装置

北京理工大学学科前沿与发展动态总结报告--反引力装置班级01211101 学号1120110094 彭维康 2012/2/12 Sunday

总结报告--反引力装置这是一个很尴尬的选题，因为反引力装置至今还未官方公认其存在性，而且其相关反引力技术也未获得科学界的大致认同。但是由于自身长期的向往，以及较浓的兴趣，所以选此题来做本科的总结报告，所写的一些相关事多为真实发生过的，但描述的相关技术以及猜想多为网上捕风捉影而来，并加以自己的理解。反引力装置应该可以归为一种动力装置，它是一种特殊的动力装置，还处于构想阶段，世界上貌似没有一套官方公布的以及众人认可的反引力装置，其理论也受到传统科学的质疑，而且在20世纪九十年代，“反引力”是一禁忌概念，1992年，芬兰坦佩雷技术大学的波德克列特诺夫就因描述了被置于高速旋转的超导体上的物体如何失去将近2%的重量而被学校开除。在小学的时候，看奥特曼里面，就有基地漂浮在空中的，而且还有一集说到基地的动力装置——引力排斥装置受到破坏，其引力排斥装置就是反引力装置，当时这种动力装置给我留下了深刻印象，再加上后来对飞行器的热爱，我报了北理的飞行器动力工程专业。发动机是飞行器的心脏，人类社会在信息时代停留的时间也不过几十年，虽然看现今社会是多么的发达，城市是多么的繁华，但是人类的科学技术水平还不是很高，比如说火箭升空，原理很简单，但是现在还有一些国家没有掌握火箭运载技术。如今大多数人质疑反引力的可能性，正如当初人们质疑莱特兄弟制造的第一架飞机能否飞起来大同小异，人类的认知尚且有限，我认为反引力并非不能实现，只是它所需的技术已经超出了我们目前的认知，对于反引力的存在可以抱有质疑，但是不应如同波德克列特诺夫那样遭到打压。

《走向高考》2013高考物理总复习 8-4电磁场在实际中的应用

8-4电磁场在实际中的应用一、选择题 1．设回旋加速器中的匀强磁场的磁感应强度为B，粒子的质量为m，所带电荷量为q，刚进入磁场的速度为v0，回旋加速器的最大半径为R，那么两极间所加的交变电压的周期T和该粒子的最大速度v分别为() A．T＝2πm qB，v不超过 qBR m B．T＝ πm qB，v不超过 qBR m C．T＝2πm qB，v不超过 qBR 2m D．T＝ πm qB，v不超过 qBR 2m [答案] A [解析]粒子做匀圆周运动周期为T＝2πm qB，故电源周期须与粒子运动周期同步，粒子的最大速度由最大半径R决定。 2.(2012·北京西城抽样)如图是磁流体发电机的原理示意图，金属板M、N正对着平行放置，且板面垂直于纸面，在两板之间接有电阻R。在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时，下列说法中正确的是() A．N板的电势高于M板的电势 B．M板的电势高于N板的电势

C．R中有由b向a方向的电流 D．R中有由a向b方向的电流 [答案]BD [解析]根据左手定则可以判断，当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时，正粒子向上偏转，所以M板的电势高于N板的电势，B选项正确，A选项错误；在电源外部电流从高电势流向低电势，R中有由a向b方向的电流，D选项正确，C选项错误。 3．如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是() A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小 [答案]ABC

电磁场与电磁波论文

电磁场与电磁波论文院系：电子信息学院班级：电气11003班学号：201005792 序号：33 姓名：张友强

电磁场与电磁波的应用摘要：磁是人类生存的要素之一。地球本身就是一个磁场，由于地球自身运动导致的两极缩短、赤道拉长、冰川融化、海平面上升等原因，地球的磁场强度正逐渐衰减。外加高楼林立、高压电网增多，人为地对地球磁力线造成干扰和破坏。所以，现在地球的磁场强度只有500年前的50％了，许多人出现种种缺磁症状。科学家研究证实，远离地球的宇航员在太空中所患的“太空综合症’’就是因缺磁而造成的。由此可见磁对于生命的重要性。磁场疗法，又称“磁疗法”、“磁穴疗法”，是让磁场作用于人体一定部位或穴位，使磁力线透人人体组织深处，以治疗疾病的一种方法。磁疗的作用机制是加速细胞的复活更新，增强血细胞的生命力，净化血液，改善微循环，纠正内分泌的失调和紊乱，调节肌体生理功能的阴阳平衡。关键词：磁疗、电磁生物体、生物磁场、磁疗保健电磁场与电磁波简介：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。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。生物电磁学是研究非电离辐射电磁波（场）与生物系统不同层次相互作用规律及其应用的边缘学科，主要涉及电磁场与微波技术和生物学。其意义在开发电磁能在医学、生物学方面的应用以及对电磁环境进行评价和防护。。生物电磁学与工程电磁场与微波技术的不同主要体现在：1、后者的作用对象是具有个体差异的生命物质；2、后者的作用对象是根据人为需要而选取并加工的电磁媒质或单元而前者的作用要让测量系统服从于作用对象。生物电磁学的研究内容主要设计五个方面：1、电磁场（波）的生物学效应，研究在电磁场（波）作用下生物系统产生了什么；2、生物学效应机理，研究在电磁场（波）作用下为什么会产生什么；3、生物电磁剂量学，研究在什么条件下会产生什么；4、生物组织的电磁特性，研究在电磁场（波）作用下产生什么的生物学本质；5、生物学效应的作用，研究产生的效应做什么和如何做。正文：（一）在生产、生活上的应用静电场的最常见的一个应用就是带电粒子的偏转，这样象控制电子或是质子的轨迹。很多装置，例如阴极射线示波器，回旋加速器，喷墨打印机以及速度选择器等都是基于这一原理的。阴极射线示波器中电子束的电量是恒定的，而喷墨打印机中微粒子的电量却随着打印的字符而变化。在所有的例子中带电粒子偏转都是通过两个平行板之间的电位差来实的。 1.磁悬浮列车列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被

职高物理复习专题讲析——考点12 电磁场在科学技术中的应用

职高物理复习专题讲析考点12 电磁场在科学技术中的应用命题趋势电磁场的问题历来是高考的热点，随着高中新课程计划的实施，高考改革的深化，这方面的问题依然是热门关注的焦点，往往以在科学技术中的应用的形式出现在问题的情景中，这几年在理科综合能力测试中更是如此。2000年理科综合考霍尔效应，占16分；2001年理科综合考卷电磁流量计（6分）、质谱仪（14分），占20分；2002年、2003年也均有此类考题。每年都考，且分值均较高。将其他信号转化成电信号的问题较多的会在选择题和填空题中出现；而用电磁场的作用力来控制运动的问题在各种题型中都可能出现，一般难度和分值也会大些，甚至作为压轴题。知识概要电磁场在科学技术中的应用，主要有两类，一类是利用电磁场的变化将其他信号转化为电信号，进而达到转化信息或自动控制的目的；另一类是利用电磁场对电荷或电流的作用，讨论与电磁场先应通过分析将其提炼成纯粹的物理问题，然后用解决物理问题的方法进行分析。这里较多的是用分析力学问题的方法；对于带电粒子在磁场中的运动，还特别应注意运用几何知识寻找关系。解决实际问题的一般过程：点拨解疑

【例题1】（2001年高考理综卷）图1是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A 中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s 1以很小的速度进入电压为U 的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s 2、s 3射入磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ 。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝s 3的细线。若测得细线到狭缝s 3的距离为d （1）导出分子离子的质量m 的表达式。（2）根据分子离子的质量数M 可用推测有机化合物的结构简式。若某种含C 、H 和卤素的化合物的M 为48，写出其结构简式。（3）现有某种含C 、H 和卤素的化合物，测得两个M 值，分别为64和66。试说明原因，并写出它们的结构简式。【点拨解疑】（1）为测定分子离子的质量，该装置用已知的电场和磁场控制其运动，实际的运动现象应能反映分子离子的质量。这里先是电场的加速作用，后是磁场的偏转作用，分别讨论这两个运动应能得到答案。以m 、q 表示离子的质量电量，以v 表示离子从狭缝s 2射出时的速度，由功能关系可得 qU mv =22 1 ① 射入磁场后，在洛仑兹力作用下做圆周运动，由牛顿定律可得 R v m qvB 2 = ② 式中R 为圆的半径。感光片上的细黑线到s 3缝的距离 d ＝2R ③ 解得 U d qB m 82 2= ④ （2）CH 3CH 2F （3）从M 的数值判断该化合物不可能含Br 而只可能含Cl ，又因为Cl 存在两个含量较多的同位素，即35Cl 和37 Cl ，所以测得题设含C 、H 和卤素的某有机化合物有两个M 值，其对应的分子结构简式为CH 3CH 235Cl M ＝64；CH 3CH 237Cl M ＝66 【例题2】（2000年高考理综卷）如图2所示，厚度为h 、宽为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时电势差U ，电流I

电磁场数值计算方法的发展及应用

电磁场数值计算方法地发展及应用专业：电气工程姓名：毛煜杰学号：一、电磁场数值计算方法产生和发展地必然性麦克斯韦尔通过对以往科学家们对电磁现象研究地总结，认为原来地研究工作缺乏严格地数学形式，并认为应把电流地规律与电场和磁场地规律统一起来.为此，他引入了位移电流和涡旋场地概念，于年提出了电磁场普遍规律地数学描述—电磁场基本方程组，即麦克斯韦尔方程组.它定量地刻画了电磁场地转化和电磁波地传播规律.麦克斯韦尔地理论奠定了经典地电磁场理论，揭示了电、磁和光地统一性.资料个人收集整理，勿做商业用途但是，在电磁场计算地方法中，诸如直接求解场地基本方程—拉普拉斯方程和泊松方程地方法、镜象法、复变函数法以及其它种种解析方法，其应用甚为局限，基本上不能用于求解边界情况复杂地、三维空间地实际问题.至于图解法又欠准确.因此，这些电磁场地计算方法在较复杂地电磁系统地设计计算中，实际上长期未能得到有效地采用.于是，人们开始采用磁路地计算方法，在相当长地时期内它可以说是唯一实用地方法.它地依据是磁系统中磁通绝大部分是沿着以铁磁材料为主体地“路径”—磁路“流通”.这种计算方法与电路地解法极其相似，易于掌握和理解，并得以沿用至今.然而，众所周知，对于磁通是无绝缘体可言地，所以磁路实际上是一种分布参数性质地“路”.为了将磁路逼近实际情况，当磁系统结构复杂、铁磁材料饱和时，其计算十分复杂.资料个人收集整理，勿做商业用途现代工业地飞速发展使得电器产品地结构越来越复杂，特殊使用场合越来趁多.电机和变压器地单机容量越来越大，现代超导电机和磁流体发电机必须用场地观点和方法去解决设计问题.由于现代物理学地发展，许多高精度地电磁铁、波导管和谐振腔应用到有关设备中，它们不仅要赋与带电粒子能量，并且要有特殊地型场去控制带电粒子地轨迹.这些都对电磁系统地设计和制造提出了新地要求，传统地分析计算方法越来越感到不足，这就促使人们发展经典地电磁场理论，促使人们用场地观点、数值计算地方法进行定量研究.资料个人收集整理，勿做商业用途电子计算机地出现为数值计算方法地迅速发展创造了必不可少地条件.即使采用“路”地方法来计算，由于计算速度地加快和新地算法地应用，不仅使得计算精度得到了很大地提高，而且使得工程设计人员能从繁重地计算工作中解脱出来.从“场”地计算方面来看，由于很多求解偏微分方程地数值方法，诸如有限差分法、有限元法、积分方程法等等地运用，使得大量工程电磁场问题有可能利用数值计算地方法获得符合工程精度要求地解答，它使电磁系纯地设计计算地面貌焕然一新.电磁场地各种数值计算方法正是在计算机地发展、计算数学地前进和工程实际问题不断地提出地情况下取得一系列进展地.资料个人收集整理，勿做商业用途二、电磁场数值计算方法地发展历史电磁场数值计算已发展了许多方法，主要可分为积分法（积分方程法、边界积分法和边界元法）、微分法（有限差分法、有限元法和网络图论法等）及微分积分法地混合法.资料个人收集整理，勿做商业用途年，利用向量位，采用有限差分法离散，求解了二维非线性磁场问题.随后和用该程序设计了同步加速器磁铁，并把它发展成为软件包.此后，采用有限差分法计算线性和非线性二维场地程序如雨后春笋般地在美国和西欧出现.有限差分法不仅能求解均匀线性媒质中地位场，还能解决非线性媒质中地场；它不仅能求解恒定场和似稳场，还能求解时变场.在边值问题地数位方法中，此法是相当简便地.在计算机存储容量许可地情况下，采取较精细地网格，使离散化模型较精确地逼近真实问题，可以获得足够精度地数值解.但是, 当场城几何特