电磁场与电磁波在实际中的应用

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电磁学在生活中的应用范文

电磁学在生活中的应用范文

电磁学在生活中的应用班级:姓名:学号:电磁波在实际中的应用电磁波无所不在,不可不知电磁波(又称电磁辐射)是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量和动量。

电磁辐射可以按照频率分类,从低频率到高频率,包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。

人眼可接收到的电磁辐射,波长大约在380至780纳米之间,称为可见光。

只要是本身温度大于绝对零度的物体,都可以发射电磁辐射,而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。

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[1],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。

实际生活和军事等领域对电磁波的应用及其广泛,如紫外线消毒,在此就具体说明应用方式原理及特点。

紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DN A(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果。

经试验,紫外线杀菌的有效波长范围可分为四个不同的波段:UVA(400~315nm)、UVB(315~280nm)、UVC(280~200nm)和真空紫外线(200~100nm)。

其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。

就杀菌速度而言,UVC处于微生物吸收峰范围之内,可在1s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌,而UVA和UVB由于处于微生物吸收峰范围之外,杀菌速度很慢,往往需要数小时才能起到杀菌作用,在实际工程的数秒钟水力停留(照射)时间内,该部分实际上属于无效紫外部分。

真空紫外光穿透能力极弱,灯管和套管需要采用极高透光率的石英,一般用半导体行业降解水中的TOC,不用于杀菌消毒。

电磁场与电磁波在电子通信技术中的应用研究

电磁场与电磁波在电子通信技术中的应用研究

电磁场与电磁波在电子通信技术中的应用研究摘要:在对电磁现象讨论研究的过程中,电磁场的概念应运而生。

电磁场最早由英国科学家提出,随着研究的深入,电磁场的概念不断完善,人们发现电和磁关系密切。

在实验的过程中,在导体中放入导棒就会产生很强的电流,说明了二者之间关系密切。

带电物体产生的物理场就是电磁场,其具有相互联系、依存的特点。

电磁波的产生需要垂直和振荡的电场以及电磁场,二者在波的状态下移动时,物体会有电磁波产生和释放。

在电子通信技术中,电磁波和电磁场发挥了十分重要的作用。

尤其是电磁波的应用十分广泛,包括手机、网络传输等,为人们的通信带来了极大的便利。

关键词:电磁场;电磁波;电子通信技术;应用分析1电磁场电磁场是带电物体发射的物理磁场,在电磁场中带电的物体将清楚地感受到电磁场引起的相互作用力。

电磁场本身是内部耦合的,电材料和磁性材料相互存在,并且随着时间的推移,电材料产生磁性材料。

随着时间的延长,磁性材料产生电材料,它们成为每个人的原因和后果,形成整个电磁场。

当电磁场每天运行时,这可能是由带电粒子或其自身变速运动强度的变化引起的。

随着时间的变化,电磁场的时变电磁场与静态电磁场本身之间存在显着的差异,并且经常会观察到某些时变材料效应。

这些物质效应对产业发展具有重要意义,对产业发展具有重要作用。

电磁场的整体结构包括电材料和磁性材料两个方面。

在实际使用中,必须使用材料e的电强度(或电位移d)和磁性材料b的密度(或磁场强度h)来表达特异性。

据国外著名物理学家麦克斯韦称,权力产生磁场、电材料和磁性材料的理论是密切相关的。

随时间变化的电材料产生磁性材料,磁性材料也产生电材料。

当与发电有关的磁场开始随时间变化时,这种结构中的电材料和磁性材料相互摩擦,导致电磁场强烈的相互运动,形成电磁波。

电磁波在自由空间的透射率为c=3× 108米/秒。

2电磁波电磁波的概念始于1865年。

电磁波的概念是麦克斯韦提出的。

赫兹确认电磁波的存在直到1887年才实现。

自然科学知识:电磁波和电磁场的理论和实践

自然科学知识:电磁波和电磁场的理论和实践

自然科学知识:电磁波和电磁场的理论和实践电磁波和电磁场是现代科学中的两个基本概念,它们对我们生活中的通讯、娱乐和医疗等方面有着极为重要的作用。

本文章将从电磁波和电磁场的理论和实践两个方面,探讨它们的基本概念、性质和应用。

一、电磁波的理论电磁波是由一种特殊的物质——电场和磁场相互作用所产生的,可以在真空中传播的一种波动现象。

放置在电场中的电荷会在电场的作用下发生运动,从而形成一个变化的电流,而这个变化的电流就会产生一个变化的磁场。

随着电场和磁场的反复变化,产生的能量就会向外辐射,形成电磁波。

电磁波具有很多种类,其中最常见的就是无线电波,包括AM波和FM波。

无线电波的频率一般在几十千赫兹到几百兆赫兹之间,是一种非常重要的通讯工具。

电视信号、手机信号、卫星通讯等都是利用电磁波来传递的。

二、电磁场的理论电磁场是由电荷和电流所产生的一种场,它可以传递电磁波,影响物质的运动和形态。

电磁场是由电荷和电流围绕它们周围产生的电场和磁场的相互作用而形成的,它是一个有方向有大小的物理量,以矢量形式存在。

电场的单位是伏/米,磁场的单位是特斯拉。

电磁场不仅在自然界中广泛存在,还是工业、航空、通讯等领域中的重要应用。

在医学领域中,MRI技术就是基于电磁场的原理设计而成的,它可以通过电磁波的辐射来捕捉人体内部的图像,既无创又准确,是一种非常重要的医学检查手段。

三、电磁波和电磁场的实践在现实生活中,电磁波和电磁场的应用极为广泛,它们可以帮助人类解决众多问题,创造历史性的进展。

一些车辆和厂房需要进行金属探伤,以检测出金属内部的结构缺陷,这就需要应用到电磁波的原理。

在通讯领域中,无线电波的应用范围更为广泛,在缩短人与人之间的距离、传递信息等方面发挥着越来越重要的作用。

在现代医学科技领域中,电磁场起着至关重要的作用。

比如,静磁共振成像技术(MRI)就是一种基于电磁场的诊断技术,它能够有效地诊断出人类身体各个部分的情况,从而帮助医生精准诊断疾病的类型和程度。

电磁场与电磁波的理论与应用

电磁场与电磁波的理论与应用

电磁场与电磁波的理论与应用电磁场与电磁波是电磁学中的重要概念,它们在现代科技与生活中有着广泛应用。

本文将围绕电磁场与电磁波的理论基础展开讨论,并探索它们在实际应用中的意义。

1. 电磁场的理论基础电磁场是由带电粒子周围的电荷所形成的一种物理场。

根据电场与磁场之间的相互作用,我们可以推导出麦克斯韦方程组,这是电磁场理论的基础。

麦克斯韦方程组包括四个方程式,分别是:高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定理。

这些方程式描述了电荷的分布、电流的产生和磁场的形成,从而揭示了电磁场的本质。

2. 电磁波的理论基础电磁波是指由变化的电场和磁场相互作用而形成的波动现象。

根据麦克斯韦方程组的推导,我们可以得到有关电磁波的方程式,即麦克斯韦方程的波动解。

其中,电磁波的传播速度等于光速,即300,000km/s。

根据频率和波长的不同,电磁波可以分为射线、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同类型。

3. 电磁场与电磁波的应用电磁场与电磁波的理论已广泛应用于各个领域,为人类的生活与科技进步做出了重要贡献。

3.1 通信领域电磁波在通信领域起着关键作用。

无线电通信、手机通讯、卫星通信等都依赖于电磁波的传输和接收。

通过合理的调制和解调信号,我们可以实现远距离的信息传递。

3.2 医学领域医学成像技术如X射线、磁共振成像(MRI)和超声波等都利用了电磁波在物质中的相互作用特性。

这些技术可以帮助医生进行诊断和治疗,为疾病的早期发现和治疗提供了可能。

3.3 物理学研究电磁场与电磁波在物理学研究中扮演着重要角色。

例如,研究电磁波的干涉和衍射现象可以揭示光的性质;通过电磁场的分析,可以研究电磁波与物质的相互作用规律。

这些研究对于理解自然界和推动科学发展具有重要意义。

3.4 能源领域电磁场与电磁波在能源领域也有广泛应用。

太阳能板利用光的电磁辐射转化为电能,而微波炉则是利用微波的电磁波来产生加热效果。

这些应用不仅改善了人们的生活质量,还为减少对化石燃料的依赖做出了贡献。

看见无形的力量电磁场与电磁波的应用与原理

看见无形的力量电磁场与电磁波的应用与原理

看见无形的力量电磁场与电磁波的应用与原理看见无形的力量——电磁场与电磁波的应用与原理电磁场和电磁波是当今科学技术领域中至关重要的概念,它们具有广泛的应用和深远的影响。

不可见的电磁场和电磁波,正是支撑着我们日常生活中的许多现象和技术。

本文将就电磁场和电磁波的基本概念以及它们在现实生活中的应用进行探讨。

一、电磁场的基本概念与原理1. 什么是电磁场电磁场是由带电物体或变化的电流所产生的一种物理现象。

在电磁场中,电荷之间存在相互作用力,这种力被称为电磁力。

电磁场可以分为静电场和磁场。

静电场是由带电粒子产生的场,而磁场则由电流所产生。

2. 电磁场的产生和传播当电荷或电流产生时,它们会形成电场和磁场。

电场是由电荷引起的,而磁场是由电流引起的。

电磁场的变化会导致电磁波的产生和传播,这是电磁场与电磁波之间密切关联的一个重要方面。

3. 电磁场的数学描述电磁场可以用数学方程来描述。

麦克斯韦方程组是描述电磁场和电磁波的基本方程。

它们包括四个方程,即麦克斯韦方程组的两个高斯定律和两个法拉第定律。

通过这些方程,我们可以描述电磁场的起源和性质。

二、电磁波的基本概念与原理1. 什么是电磁波电磁波是由电磁场的变化产生的一种波动现象。

电磁波可以传播在真空中,也可以传播在介质中。

电磁波由电场和磁场相互作用而构成,其传播速度为光速。

2. 电磁波的特性电磁波具有很多特性,包括振幅、波长、频率、传播速度等。

振幅决定了电磁波的强度,波长和频率决定了电磁波的性质和种类。

电磁波的传播速度在真空中为光速,即约为300,000 km/s。

3. 电磁波的分类根据频率的不同,电磁波可以分为不同的种类,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

这些电磁波在科学研究、通信、医疗、遥感等领域都有广泛的应用。

三、电磁场与电磁波的应用1. 通信技术电磁场和电磁波在通信技术中起着至关重要的作用。

无线电波被广泛应用于广播、电视、手机和无线网络等通信领域。

生活中电磁波的应用及原理

生活中电磁波的应用及原理

生活中电磁波的应用及原理1. 什么是电磁波电磁波是由电场和磁场定期振荡产生的一种波动现象。

它包括多个频率和波长的波动,从无线电波到可见光和更高能量的X射线和伽玛射线。

2. 电磁波在生活中的应用电磁波在我们的日常生活中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用:•无线通信:电磁波在无线通信中起着至关重要的作用。

如无线电波用于广播和电视传输,微波被用于移动通信,而射频波用于无线网络等。

•医疗应用:电磁波在医疗领域有着广泛的应用,如X射线、核磁共振(NMR)、磁共振成像(MRI)等等。

这些技术能够帮助医生进行疾病的诊断和治疗。

•家电设备:电磁波在家电设备中的应用也是不可忽视的。

如电视、收音机、微波炉等都是利用电磁波进行工作的。

•车辆导航:全球定位系统(GPS)是基于卫星发射的电磁波用于车辆导航的一种应用。

•安全检测:金属探测器利用电磁波来探测金属物体,如机场安检中就会用到金属探测器。

3. 电磁波的原理电磁波由电场和磁场的振荡来传播,这两个场是相互关联的。

当电磁波通过空间传播时,电场和磁场的振荡相互作用,形成一个连续传播的波。

电磁波的传播速度由电场和磁场的相互作用决定。

根据麦克斯韦方程组,电磁波的速度等于电磁场的相互关系下的电磁波速度(光速)。

电磁波的频率和波长是相互关联的,它们之间的关系由光速确定。

根据公式c = λ * f,其中c是光速,λ是波长,f是频率。

这意味着频率越高,波长越短,频率越低,波长越长。

不同类型的电磁波有不同的频率和波长,因此它们在我们的生活中有着不同的应用。

4. 如何防护电磁波虽然电磁波在我们的日常生活中有着广泛的应用,但过度或长时间暴露在某些电磁波下可能对人体健康产生潜在影响。

因此,保护自己免受电磁波辐射的影响变得十分重要。

以下是一些简单的方法来减少电磁波的影响:•在睡眠时尽量远离电子设备。

避免在床头放置手机、电视或电脑等设备。

•使用耳机而不是将手机放在耳边通话,以减少手机辐射对头部的影响。

电磁场与电磁波在电子通信技术领域中的应用

电磁场与电磁波在电子通信技术领域中的应用

电磁场与电磁波在电子通信技术领域中的应用电、磁现象是大自然最重要的物理现象,也是最早被科学家们关心和研究的物理现象。

19世纪以前,电、磁现象作为两个独立的物理现象,没有发现电与磁的联系,但是这些研究为电磁学理论的建立奠定了基础。

18世纪末期,德国哲学家谢林认为,宇宙是有活力的,而不是僵死的。

他认为电就是宇宙的活力,是宇宙的灵魂,电、磁、光、热是相互联系的。

法拉第在谢林的影响下,相信电、磁、光、热是相互联系的。

奥斯特1820年发现电流以力作用于磁针后,法拉第敏锐地意识到,电可以对磁产生作用,磁也一定能够对电产生影响。

1821年他开始探索磁生电的实验。

1831年他发现,当磁捧插入导体线圈时,导体线圈中就产生电流。

这表明电与磁之间存在着密切的联系。

麦克斯韦深入研究并探讨了电与磁之间相互作用的关系,并发展了场的概念。

他在法拉第实验的基础上,总结了宏观电磁现象的规律,引进位移电流的概念。

这个概念的核心思想是:变化着的电场能产生磁场;与变化着的磁场产生电场相对应。

在此基础上提出了一组表达电磁现象基本规律的偏微分方程,称为麦克斯韦方程组,成为经典电磁场理论的基本内容。

电磁场作为无线电技术的理论基础,集中于三大类应用问题的研究。

电磁场(或电磁波)作为能量的一种形式,是当今世界最重要的能源,其研究领域涉及能量的产生、储存、变换、传输和综合利用;电磁波作为信息传输的载体,成为当今人类社会发布和获取信息的主要手段,主要研究领域为信息的产生、获取、交换、传输、储存、处理、再现和综合利用;电磁波作为探测未知世界的一种重要手段,主要研究领域为电磁波与目标的相互作用特性、目标特征的获取与重建、探测新技术等。

1887年,德国科学家赫兹用火花隙激励一个环状天线,用另一个带隙的环状天线接收,证实了麦克斯韦关于电磁波存在的预言,这一重要的实验导致了后来无线电报的发明。

从此开始了电磁场理论应用与发展的时代,并且发展成为当代最引人注目的学科之一。

电磁学在日常生活中的应用

电磁学在日常生活中的应用

电磁学在日常生活中的应用电磁学是物理学的一个重要分支,研究电荷和电流所产生的电场和磁场以及它们之间的相互作用。

电磁学在现代科技和日常生活中发挥着重要的作用。

本文将介绍电磁学在日常生活中的一些应用。

1. 电力系统电磁学在电力系统方面具有广泛的应用。

电磁感应原理是发电机和变压器运行的基础。

发电机通过转动磁场使导线产生电流,这种电流可以输送到每个家庭和工商业用电设施。

变压器则通过改变电压的大小来实现电能的传输和分配。

电力系统的设计和运行都依赖于电磁学原理。

2. 通信技术手机、电视、无线网络等现代通信技术都是基于电磁学原理的。

无线通信通过电磁波的传输来实现信息的传递。

手机利用电磁波将声音信号转化为无线信号,再通过基站传输到目标地点。

电视机接收电磁波传输的信号并将其转化为图像和声音,实现电视节目的播放。

无线网络则利用电磁波传递数据信号,使得人们可以随时随地进行互联网上的交流和信息获取。

3. 医学影像设备医学影像设备的原理也是基于电磁学的。

核磁共振成像(MRI)是一种常见的医学影像技术,它通过对人体部位施加强磁场和射频电磁波,利用不同组织对电磁场的响应来获得人体内部的结构图像。

这种技术在医学诊断和治疗方面有着广泛的应用。

4. 电磁感应设备电磁感应设备在日常生活中随处可见。

智能门禁系统通过电磁感应来感知人体的靠近和离开,实现自动开关门的功能。

自动感应灯在检测到周围环境变暗时会自动点亮,使人们在夜间行走更加安全。

电磁感应炉灶是一种节能环保的厨房设备,通过感应炉面下方的电磁线圈产生的磁场来加热锅具,提高了能源利用效率。

5. 电子设备电磁学为电子设备的设计和制造提供了基础。

电视、电脑、手机等电子设备中的电子元件,如电阻、电容、电感等,都基于电磁学原理。

电子设备的信号处理、电路设计、电子材料的选取等都离不开电磁学的知识和原理。

6. 电磁束缚和导航电磁束缚和导航技术广泛应用于交通、航空和航天等领域。

地铁、高铁和飞机等交通工具使用电磁悬浮技术来减少接触摩擦,提高运行效率。

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电磁场与电磁波在实际中的应用班级:电子0801姓名:***学号:********一、《电磁场与电磁波》课程综述:《电磁场与电磁波》课程要求电子类各专业主要课程的核心内容都是电磁现象在特定范围、条件下的体现,分析电磁现象的定性过程和定量方法是电类各专业学生掌握专业知识和技能的基础之一,因而电磁场与电磁波课程所涉及的内容,是合格的电子类专业本科学生所应具备的知识结构的必要组成部分。

不仅如此,电磁场理论又是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础。

学好电磁场理论将增强学生的适应能力和创造能力。

因此本课程的作用不仅是为进一步学习准备必要的基础,更为深远的是关系到所培养学生的基本素质,因此“电磁场与电磁波”课程在教学计划中应占有重要地位,它是电子类专业本科学生的一门技术基础课。

通过学习本课程,应具备以下能力:(1)在大学物理电磁学的基础上,进一步掌握宏观电磁场的基本规律,并结合各专业实际介绍其技术应用的基本知识;(2)通过教学,培养学生用场的观点对电器工程中的电磁现象和电磁过程进行定性分析和判断的能力,了解进行定量分析的基本途径,为进一步学习和应用各种较复杂的电磁场计算方法打下基础;(3)通过电磁场理论的逻辑推理,培养学生正确思维和严谨的科学态度。

二、电磁场与电磁波在生活生产中的应用(1)光电开关光是一种电磁射线,其特性如同无线电波和X射线,传递速度约为300000千米/秒,因此它可以在发射的一瞬间被其接收。

红外线开关光电开关是利用人眼不可见(波长为780nm-1mm)的近红外线和红外线的来检测、判别物体。

通过光电装置瞬间发射的微弱光束能被安全可靠的准确的发射和接收。

光电开关的重要功能是能够处理光的强度变化:利用光学元件,在传播媒介中间使光束发生变化;利用光束来反射物体;使光束发射经过长距离后瞬间返回。

光电开关是由发射器、接收器和检测电路三部分组成。

发射器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于发光二极管(LED)和激光二极管。

光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。

受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经过多次选择,朝着目标不间接地运行。

接收器有光电二极管或光电三极管组成。

在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。

在其后面的是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。

光电开关可分为对射型、漫反射型、镜面反射型。

对射型光电开关:由发射器和接收器组成,结构上是两者相互分离的,在光束被中断的情况下会产生一个开关信号变化,典型的方式是位于同一轴线上的光电开关可以相互分开达50米。

特征:辨别不透明的反光物体;有效距离大,因为光束跨越感应距离的时间仅一次;不易受干扰,可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中;装置的消耗高,两个单元都必须敷设电缆。

漫反射型光电开关:是当开关发射光束时,目标产生漫反射,发射器和接收器构成单个的标准部件,当有足够的组合光返回接收器时,开关状态发生变化,作用距离的典型值一直到3米。

特征:有效作用距离是由目标的反射能力决定,由目标表面性质和和颜色决定;较小的装配开支,当开关由单个元件组成时,通常是可以达到粗定位;采用背景抑制功能调节测量距离;对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感。

镜面反射型光电开关:由发射器和接收器构成的情况是一种标准配置,从发射器发出的光束在对面的反射镜被反射,即返回接收器,当光束被中断时会产生一个开关信号的变化。

光的通过时间是两倍的信号持续时间,有效作用距离从0.1米至20米。

特征:辨别不透明的物体;借助反射镜部件,形成高的有效距离范围;不易受干扰,可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中(2)微波和磁场强化细菌浸出黄铜矿研究现状铜是重要的有色金属,我国铜矿的平均含铜品位为0. 71% , 品位超过1%的仅占铜矿总量的20%。

品位在0. 7%以下占总量的56% ,全国未开采利用的铜资源中有一半以上是属于低品位随着大量开采,高品位、易选铜矿已日趋减少,使人们开始考虑开发利用低品位的铜矿以及回收利用矿渣。

国外采用生物冶金技术处理单一铜矿物,边界品位可达0. 01%。

目前,采用细菌堆浸或地下浸出工艺生产的铜大约占全世界铜年产量的25%[ 2 ] 。

黄铜矿是低品位硫化铜矿中的主要铜矿物,又是硫化铜中最难浸出的铜矿物之一。

细菌浸矿细菌氧化是20世纪下半叶冶金领域十分活跃的学科之一,由于其它的铜富集方法存在着一定的局限性,如投资高、技术难度大、对环境污染严重等问题,因此人们便把目光投入到无污染、低成本的细菌氧化法,使之成为近年来开发速度快的新兴技术。

氧化亚铁硫杆菌是化能自养菌,由于能生长在亚铁、元素硫和硫化物矿物上,因而成为目前生物湿法冶金中应用价值最大的一个菌种。

细菌可氧化低价硫产生硫酸,在此过程中获得其生长繁殖的能量,并且从培养基中获得N、K、P及微量元素,以补充硫化矿物氧化所消耗的能源。

细菌最主要的作用是将二价铁连续不断地氧化成大多数难处理矿石的浸出所必不可少的三价铁。

黄铜矿细菌浸出过程可表示为:2CuFeS2 + 8. 5O2 + H2 SO4细菌2CuSO4 + Fe2 ( SO4 ) 316+H2O磁场及微波的强化作用一个水分子中含有两个孤对电子,它们的存在使水产生了氢键,而氢键的存在使水的结构特殊而易变。

在磁场的作用下,水的结构发生变化,但氢键并不破裂,只是使氢键产生弯曲。

水经磁化后光学性质改变,影响水系中离子水合作用,磁化率改变。

实验表明磁化水能促进细菌的生长,其可能的原因是:磁化使水的结构发生变化在水与空气的界面产生压力差,促进了氧气在水中的溶解,从而促进了细菌的生长;提高了生物膜的渗透性。

改善了细菌对培养物质的吸收。

实验表明磁化水配制9K培养基能促进细菌的生长,提高细菌的活性,对细菌浸矿有明显的促进作用,缩短细菌预氧化周期。

微波加热是频率在300~300000MHz之内的电磁波对物体进行的全面加热。

水是极性分子具有永久性偶极矩,在交变电场中能发生偶极迟豫,在体系内部直接引起微波能的损耗,水分子互相碰撞,导致分子化学键的破坏或改变水分子的原结构形式,引起水分子结构变化,如由水的大分子变为小分子,致使不能形成水合物,这样游离的三价铁数目会更多,有利于提高浸出。

另外,电磁辐射的微波也具有相应的磁场,引起溶液界面压力差,促进氧气在水中的溶解,从而促进了细菌的生长从而强化浸矿。

微波与磁场作为物理方法强化微生物浸出与化学方法强化相比本身不产生任何气体,具有操作简单、环保、便于控制等特点。

(3)滤波器用微波介质陶瓷材料在过去30多年中,在微波传输中承载和传输信号的陶瓷谐振器和陶瓷滤波器对于微波通信能得到充分的发展起到了决定性的作用。

对于应用于微波通信系统中的滤波器,要求它的性能稳定,插入损耗低,体积小,价格低廉。

高性能微波介质材料是介质谐振器型滤波器的核心,也是现代通信技术的关键基础材料。

在微波通信系统中,对微波介质材料的主要性能的要求如下:(1)高的介电常数εr微波介质滤波器是由介质谐振器制成的。

介质谐振器的谐振频率和电介质材料的介电常数及谐振器尺寸有关。

换个角度来说,就是在某个特定的频率下,谐振器尺寸与电介质材料的介电常数有关。

已经知道,谐振器的尺寸和电介质材料的介电常数的平方根成反比。

所以电介质材料的介电常数越大,所需要的电介质陶瓷块体就越小,谐振器的尺寸也就越小。

例如,在谐振频率相同时,εr=36的介质谐振器的尺寸只有金属空腔谐振器的1/6。

因此,介电常数尽可能高有利于微波介质滤波器的小型化。

(2)接近于零的频率温度系数τf通信器件的工作环境温度不可能一成不变。

如果微波介质材料的谐振频率随温度变化较大,滤波器的载波信号在不同的气温下就会漂移,从而影响设备的使用性能。

这就要求材料的谐振频率不能随温度变化太大。

温度的实际要求范围大致是-40~+100℃,在这个范围内材料的频率温度系数τf不大于10-5℃。

(3)高的品质因数Q滤波器的一个重要要求是插入损耗低。

微波介质材料的介质损耗是影响介质滤波器插入损耗的一个主要因素。

微波介质材料的Q值与介质损耗tgδ成反比关系,Q值越大,滤波器的插入损耗就越低。

由于微波谐振腔要求tgδ<10-4数量级,因而Q≥1000才有实用价值。

针对以上要求,70年代初国外研制出具有很小频率温度系数的BaTi4O9材料,才真正出现陶瓷微波介质谐振器产品;此后又研制出性能更好的Ba2Ti9O20材料[3]。

70年代末日本村田公司又开发出(Zr、Sn)TiO4材料[4],介电常数为36~39,Q值达6800,频率温度系数在-1.2×10-5~1×10-5/℃内可调。

80年代初又出现BaO-Ln2O3-TiO2(其中Ln为Sm、Nd等稀土元素)材料[5],介电常数达90左右,在1GHz下Q值可达5500。

这种材料主要用作移动电话内的接受双工滤波器。

近年来Motorola公司研制出钛酸盐材料,介电常数可达140,频率温度系数仅为5×10-6/℃。

至今,已实用化的微波介质陶瓷材料大致可归纳为以下几类:(1)用于10GHz以上的、具有低εr和高Q值特征的复合钙钛矿类的微波介质材料,主要是BaO-MgO-Ta2O5, BaO-ZnO-Ta2O5或BaO-MgO-Nb2O5, BaO-ZnO-Nb2O5系统或它们之间的复合系统微波介质材料。

其εr=25~30,Q=(1~3)×104(在f≥10GHz下),τf≈0;(2)用于2~10GHz频率范围的、具有中等εr和Q值的微波介质材料,主要是以BaTi4O9,Ba2Ti9O20和(Zr、Sn)TiO4等为基质的微波介质材料。

其εr≈40,Q=(6~9)×103(在f=3~4GHz下),τf≤5×10-6(3)用于0.8~2GHz频率范围的、具有高εr而Q值较低的微波介质材料,主要是BaO-Ln2O3-TiO2 (其中Ln为Sm、Nd等稀土元素)为基的微波介质材料。

其εr=80~90,Q=(2~5)×103(在f=1~3GHz下),τf =(10±5)×10-6/℃。

(4)高功率射频武器技术在进攻性电子战装备体系中,电子硬摧毁武器已经成为越来越重要的组成部分。

从根本上来说,电子硬摧毁武器可分为两大类,即反辐射武器和高功率射频武器。

随着科学技术的不断进步,这两类武器迅速成长为能够彻底摧毁敌方电子设备和电子信息系统的最具威胁的电子战主战装备。

其中,反辐射武器只能针对单一目标辐射源,而且还必须精确地知道并预先装定目标辐射源的技术参数(尤其是目标辐射源的位置坐标);传统的高功率微波武器虽然不需要了解目标电子设备或系统的详细技术参数及辐射源位置,却是完全依靠着大功率、高能来产生毁伤作用,而且主要的耦合途径是通过目标系统的孑L、缝、窗口、线缆等等透射到其内部的“后门耦合”途径。

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