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课件网) 11.4 电磁场与电磁波 目录 contents 什么是电磁场 什么是电磁波 01 02 电磁波主要有哪些应用 03 电磁波和光有何关系 新课导入 现代社会离不开电子通信技术，它的稳定持续发展离不开电磁场与电磁波的应用。北斗卫星导航系统(图11-34)是我国自行研制的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时提供导航、定位和授时服务，并具有短报文(传送120个汉字的短信息)通信能力。北斗卫星导航系统是利用电磁波传递信息的。 什么是电磁场 什么是电磁波 01 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦(图11-35)在总结前人对电和磁研究的基础上，将电磁场理论用简洁.对称、完美的数学形式表示出来。经后人整理和改写，确立了经典电磁学主要基础的麦克斯韦方程组，建立了完整的电磁场理论。这个理论不仅说明了当时已知的电磁现象，而且预言了电磁波的存在。 麦克斯韦指出:如果在空间某处有交替变化的电场，就会在空间引起交替变化的磁场;这个交替变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的交替变化的电场和磁场……交替变化的电场和磁场相互联系，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场( electromagnetic field )。电磁场能独立于场源存在，反映了电磁场作为物质存在的一种形式。电磁场并不局限于空间某个区域，而要由近及远向周围空间传播开去。电磁场这样由近及远地传播，就形成电磁波( electromagnetic wave )。 电磁波与我们的生活联系紧密，用仪器可以检测到电磁波信号。如图11-36所示，高灵敏度环形线圈两端与微电流传感器相连，再接入计算机，可以检测多种电磁波信号源(如电动机、电动剃须刀等)。如果采集到电磁波,则在显示器上显示出得到的电磁波信号。 电磁波主要有哪些应用 02 电磁波的频率范围极为宽广，各个频段都有专门的名称，如无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。电磁波在日常生活中有广泛的应用，我们的生活离不开电磁波。 1.卫星通信 利用人造地球卫星在地面站之间进行通信的系统，称为卫星通信系统，人造卫星相当于离地面很高的中继站。卫星通信(图11-37)可以在两个或多个地面站之间进行。卫星通信的特点是:通信范围大，只要在卫星发射的电磁波所覆盖的范围内，任何两点之间都可进行通信。 如果一位在中国的用户要与南极洲的科考人员打电话，这个过程就是先通过手机把声音转换为数字信号发射到基站，通过基站把用户电话线路与地面站连通，地面站把电话信号发射到卫星，卫星接到这个信号后经过信号放大再转发到南极洲的地面站，地面站把电话信号取出来，送到科考人员的手机上，手机把数字信号转换成声音。无线电广播、电视节目转播的原理与电话传输相似。 2.微波加热 微波炉是利用电磁波中的微波加热食物的，使用微波炉加热食物快速高效，且能保证食物的营养，尤其是蛋白质和维生素不被破坏。 3.遥控和自动控制 电磁波中特定波段的红外线常用于遥控和自动控制。例如，家用电器的遥控器大多是利用发射红外线进行遥控的。公共场所的感应式水龙头则是靠人手遮挡反射红外线实现自动控制。 4.无线射频识别技术 射频识别是一-种非接触式的自动识别技术，可以通过无线电信号自动识别特定目标，并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学的接触。图11-38所示是公交卡的内部结构，当公交卡接近刷卡机时，卡内的线圈就会产生感应电流，实现卡内芯片与外部数据库的数据传输。 5.医疗设备 电磁波中的紫外线可以用于医用消毒，形成无菌空间; X射线透射照相和X-CT扫描用于疾病检查。X射线和γ射线常用于治疗疾病。许多种理疗设备也是靠电磁波对人体的作用治疗疾病。如图11-39所示是由我国原陆军总医院研制成功的“稀土材料小型 ... ...
