满分悬赏关于电磁波的解释
问题一:关于丘脑发出的生物电波会随着时间的流逝而减弱吗?rn问题二:生物电波是否拥有独立而唯一的特性呢?rn问题三:生物电磁波的接收有距离限制吗?rn问题四:生物电磁波的传输速率有明确的验证吗?rn允许参照百度百科的信息 不过要提取文中要点 我不需要论证过程 我只需要论证结果电磁波简介
电磁波(Electromagnetic wave):(又称:电磁辐射、电子烟雾)是能量的一种。
定义
从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的物体,都会释出电磁波。 正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,除光波外,人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。
产生
电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面,变化的电场会产生磁场(即电流会产生磁场),变化的磁场则会产生电场。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。
性质
电磁波频率低时,主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去;电磁波频率高时即可以在自由空间内传递,也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部返回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射。举例来说,太阳与地球之间的距离非常遥远,但在户外时,我们仍然能感受到和煦阳光的光与热,这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。 电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。 其速度等于光速c(每秒3×10八次方米)。在空间传播的电磁波,距离最近的电场(磁场)强度方向相同,其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。 电磁波的传播不需要介质,同频率的电磁波,在不同介质中的速度不同。不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小。且电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播,若同一种介质是不均匀的,电磁波在其中的折射率是不一样的,在这样的介质中是沿曲线传播的。通过不同介质时,会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少,电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。 机械波与电磁波都能发生折射、反射、衍射、干涉,因为所有的波都具有波粒两象性.折射、反射属于粒子性; 衍射、干涉为波动性。
能量
电磁波的能量大小由坡印廷矢量决定,即S=E×H,其中s为坡印庭矢量,E为电场强度,H为磁
场强度。E、H、S彼此垂直构成右手螺旋关系;即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能,单位是W/m²。 电磁波具有能量,电磁波是一种物质。
编辑本段计算
c=λf c:光速(这是一个常量,约等于3×10^8m/s) 单位:m/s f:频率(单位:Hz,1MHz=1000kHz=1×10^6Hz) λ:波长(单位:m)
编辑本段发现
1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。 1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,1898年, 马可尼又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。
编辑本段电磁波谱
按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。以无线电的波长最长,宇宙射线的波长最短。
无线电波 3000米~0.3毫米。(微波 0.1~100厘米) 红外线 0.3毫米~0.75微米。(其中:近红外为0.76~3微米,中红外为3~6微米,远红外为6~15微米,超远红外为15~300微米) 可见光 0.7微米~0.4微米。 紫外线 0.4微米~10毫微米 X射线 10毫微米~0.1毫微米 γ射线 0.1毫微米~0.001毫微米 高能射线 小于0.001毫微米 传真(电视)用的波长是3~6米;雷达用的波长更短,3米到几毫米。
编辑本段电磁辐射
广义的电磁辐射通常是指电磁波频谱而言。狭义的电磁辐射是指电器设备所产生的辐射波,通常是指红外线以下部分。 电磁辐射是传递能量的一种方式,辐射种类可分为三种: 游离辐射 有热效应的非游离辐射 无热效应的非游离辐射 基地台电磁波 绝非游离辐射波
编辑本段电磁辐射对人体的伤害
电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应等。 热效应:人体内70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到身体其他器官的正常工作。 非热效应:人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁波的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即遭到破坏,人体正常循环机能会遭受破坏。 累积效应:热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态或危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也会诱发想不到的病变,应引起警惕! 各国科学家经过长期研究证明:长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、听力下降、血压异常、皮肤产生斑痘、粗糙,甚至导致各类癌症等;男女生殖能力下降、妇女易患月经紊乱、流产、畸胎等症。但是暂时未经实验证明,也无大规模的数据统计证实存在必然联系 具有防电磁波辐射危害的食物有:绿茶、海带、海藻、裙菜、Va、Vc、Vb1.卵磷脂、猪血、牛奶、甲鱼、蟹等动物性优质蛋白等。
降低电磁波的不良影响,就必须养成自我防范的习惯。一般电器行都有贩售「电磁波测试笔」,可以轻易测出电磁波的强度,只要超过标准就会发出警讯,使用者就应远离被测物直至警讯消失为止。 要测知电气产品是否有辐射或电磁波,也可以采取比较简便的方式,就是利用家用、小型可接收AM(调幅)频道的收音机,打开后将频道调在没有广播的地方,并且靠近所要测量的 电视、冰箱、微波炉或电脑等家电用品,就会发现收音机所传出的> 噪音突然变大,走出一段距离后,才会恢复原来较小的噪音量;如此即可测出「安全」距离来。 不同的电器也有不同的防范办法,像电脑用过最好只关萤幕不关机,电脑萤幕改换成液晶萤幕;接听手机时,手机最好不要放在腰间或裤子口袋中,而应该用手持或放置于距离人体五十公分处;购买住宅则在远离变电设备及基地台设置地点。 1993 年瑞典北欧三国研究调查公布,受到2mG 以上电磁辐射影响,罹患白血病的机会是正常人的 2.1 倍,罹患脑肿疡的机会是正常人的1.5 倍,以上资料摘自日本1996.3 出版SAPIO 杂志。 (4-1), 专家建议: 防止电磁波的10 大对策 原 因 说 明
1.尽量远离电化制品 距离愈远,受电磁波的影响愈小。
2.无法远离时要尽量缩短使用时间 再强的电磁波,时间愈短,影响愈小。
3.选用电磁波小的制品 电灯泡比日光灯小,无线电话比行动电话小
4.与其选用大型,尽量选用小型 同种的家电制品,大型的不但耗电量高,电磁波也强。
5.年轻人要特别注意 细胞分裂正值旺盛的年轻人容易受影响,孕妇特别要注意。
6.要晓得测定出的安全距离 厂家的电磁波数字不准,要明确的测出才好。
7.注意后方及两侧 电视机与个人电脑的后方及两侧所释出的电磁波极强。
8.插头不用的时候要拔掉 插头插着的时候,大多数的电磁波即会释出。
9.睡觉时要特别注意 睡觉时间通常很长,即使微量的曝露其影响也会很大
10.改变非依赖电不可的心态 电化制品环绕着的生活,曝露于电磁波的机会乃大增。
编辑本段特性
与声波和水波相似,电磁波具有波的性质。可以发生折射等现象。它的速度,波长,频率之间满足关系式: 传播速度=波长×频率。 电磁波在空气中的传播速度为光速,波长λ=300/频率F(GHz)mm。从同步卫星到地球的传播时间大约1/8秒。
编辑本段应用
电磁波为横波,可用于探测、定位、通信等等。 电磁波谱(波长从长到短)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. 应用: 无线电波用于通信等 微波用于微波炉、卫星通信等 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. 无线电波。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,除了要像无线广播中那样处理声音信号外,还要将图像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。 电磁波的电场(或磁场)随时间变化,具有周期性。在一个振荡周期中传播的距离叫波长。振荡周期的倒数,即每秒钟振动(变化)的次数称频率。 很显然,波长与频率的乘积就是每秒钟传播的距离,即波速。令波长为λ,频率为f,速度为V,得: λ=V/f波长入的单位是米(m),速度的单位是米/秒(m/sec),频率的单位为赫兹(Hertz,Hz)。 整个电磁频谱,包含从电波到宇宙射线的各种波、光、和射线的集合。不同频率段落分别命名为无线电波(3KHz—3000GHz)、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线(伽马射线)和宇宙射线。 在19世纪末,意大利人马可尼和俄国人波波夫同在1895年进行了无线电通信试验。在此后的100年间,从3KHz直到3000GHz频谱被认识、开发和 逐步利用。根据不同的持播特性,不同的使用业务,对整个无线电频谱进行划分,共分9段:甚低频(VLF)、低频(LF)、中频(MF),高频(HF)、甚 高频(VHF)\特高频(uHF)\超高频(sHF)\极高频(EHF)和至高频,对应的波段从甚(超)长波、长波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、 毫米波和丝米波(后4种统称为微波)。见下表。无线电频谱和波段划分 段号 频段名称 频段范围(含上限不含下限) 波段名称 波长范围(含上限不含下限) 1 甚低频(VLF) 3~30千赫(KHz) 甚长波 100~10km 2 低频(LF) 30~300千赫(KHz) 长波 10~1km 3 中频(MF) 300~3000千赫(KHz) 中波 1000~100m 4 高频(HF) 3~30兆赫(MHz) 短波 100~10m 5 甚高频(VHF) 30~300兆赫(MHz) 米波 10~1m 6 特高频(UHF) 300~3000兆赫(MHz) 分米波 微波 100~10cm 7 超高频(SHF) 3~30吉赫(GHz) 厘米波 10~1cm 8 极高频(EHF) 30~300吉赫(GHz) 毫米波 10~1mm 9 至高频 300~3000吉赫(GHz) 丝米波 1~0.1mm
编辑本段电磁波治疗应用
“特定电磁波谱”(TDP)是由特定的加热器对治疗板产生的波长范围在2-25μm,强度范围(28-35mw/cm²)内分布的特定电磁波,当人体匹配接收后与体内细胞所含相同物质产生谐振,因而可增强微循环作用,促进新陈代谢,产生对人体病变的修复,使病患者能迅速康复,非病患者能提高自身的抵抗能力。 例如国仁TDP,在经大量临床试验的基础上,确认特定电磁波谱的照射可应用于治疗颈椎病,腰椎间盘突出、腰痛,腰饥劳损,风湿关节炎,坐骨神经痛,面神经麻痹,术后伤口愈合,外伤感染,冻疮,胃炎、横隔膜痉挛、神经性皮炎、湿疹,偏头痛、头痛、痛经,痔疮等。被广泛应用到外科、内科、妇科、儿科、神经科及其它疾病。同时经过国家计量科学院等权威机构的精确测定,证实对人体无任何副作用。
编辑本段传导
电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。 其速度等于光速c(每秒3×10^8米)。在空间传播的电磁波,距离最近的电场(磁场)强度方向相同,其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。 通过不同介质时,会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少,电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。电磁波的应用。 电磁波为横波,可用于探测、定位、通信等等。
编辑本段电磁波谱
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.
编辑本段电磁波用途
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,除了要像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。
编辑本段电磁波穿透力
因为电磁波具有波粒二象性,波长与光子能量成反比关系,当波长越短光子能量越大,则穿透力越强。
编辑本段电磁波对人体的副作用及防护
一、 电磁污染对人体的副作用 (1)电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因之一 (2)电磁辐射会对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害 (3)电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素之一 (4)过量的电磁辐射直接影响儿童身体组织、骨骼发育,导致视力、肝脏造血功能下降,严重者可导致视网膜脱落 (5)电磁辐射可使男性性功能下降、女性内分泌紊乱。 二、电磁波的防护 1.电磁环境标准及相关规定。为控制现代生活中电磁波对环境的污染,保护人们身体健康,1989年12月22日我国卫生部颁布了《环境电磁波卫生标准》( GB9175-88),规定居住区环境电磁波强度限制值:长、中、短波应小于lOV/m,超短波应小于5V/m,微波应小于10μW/cm2。我国有关部门还制订了《电视塔辐射卫生防护距离标准》,国家环保局也颁布了《电磁辐射环境保护管理办法》。 针对移动通信发展状况,北京市环保局于2000年2月17日颁布了全国首例对电磁污染进行规范管理的《北京市移动通讯建设项目环境保护管理规定》(试行),以规范移动通信台(站)的建设和运行,防止其对环境造成电磁污染。该规定中明确了能够产生电磁辐射的移动通信台(站)在建设前均要履行环保审批手续,并要办理环保验收审批,经环保部门的监测,当地功率密度符合国家《电磁辐射防护规定》中的频率在20 MHz~3000 MHz范围内、照射导出限值的功率密度在40μW/cm2这一标准,才可正式投人使用,大于这一标准的必须停用或整改;建设蜂窝移动通讯基站前要预测用户密度分布,采用最佳频率复用方式,尽量减少基站个数;在居民楼上建设移动通信台(站),事前建筑物产权单位或物业管理单位必须征得所住居民意见;无线寻呼通信、集群通信天线最低允许高度不得低于40m,而蜂窝移动通信基站室外天线一般不得低于25m,发射天线主射方向50m范围内、非主射方向30m范围内,一般不得建高于天线的医院、幼儿园、学校、住宅等建筑;建设单位应在上述各类天线安装地点设置电磁辐射警示牌。 2. 电磁波防护措施。根据电磁波随距离衰减的特性,为减少电磁波对居民的危害,应使发射电磁功率较大、可能产生强电磁波的工作场所和设施,如电视台、广播电台、雷达通信台站、微波传送站等,尽量设在远离居住区的远郊区县或地势高的地区。必须设置在城市内、邻近居住区域和居民经常活动场所范围内的设施,如变电站等,应与居住区间保持一定安全防护距离,保证其边界符合环境电磁波卫生标准的要求。同时,对电磁波辐射源需选用能屏蔽、反射或吸收电磁波的铜、铝、钢等金属丝或高分子膜等材料制成的物品进行电磁屏蔽,将电磁辐射能量限制在规定的空间之内。 3.高压特别是超高压输电线路应远离住宅、学校、运动场等人群密集区。使用电脑时,应选用低辐射显示器,并保持人体与显示屏正面不少于75cm的距离,侧面和背面不少于90cm,最好加装屏蔽装置。 4.应严格控制移动通信基站的密度,确保设置在市区内的各种移动通信发射基站天线高于周围建筑,在幼儿园、学校校舍、医院等建筑周围一定范围内不得建立发射天线。 5.为减轻家庭居室内电磁污染及其有害作用,应经常对居室通风换气,保持室内空气畅通。科学使用家用电器:例如,观看电视或家庭影院、收听组合音响时,应保持较远距离,并避免各种电器同时开启;使用电脑或电子游戏机持续时间不宜过长等。 6.使用手机电话时,尽量减少通话时间;手机天线顶端要尽可能偏离头部,尽量把天线拉长;在手机电话上加装耳机等。 7.另外,可每天服用一定量的维生素C或者多吃些富含维生素C的新鲜蔬菜,如辣椒、柿子椒、香椿、菜花、菠菜等;多食用新鲜水果如柑橘、枣等。饮食中也注意多吃一些富含维生素A、C和蛋白质的食物,如西红柿、瘦肉、动物肝脏、豆芽等;经常喝绿茶。这些饮食措施,可在一定程度上起到积极预防和减轻电磁辐射对人体造成伤害的作用。 8.电磁波辐射是近三四十年才被人们认识的一种新的环境污染,现在人们对电磁辐射仍处于认识和研究阶段。由于它看不见、摸不着、不易察觉,所以容易引起人们的疑虑。另外,有些关于电磁辐射的报道不太客观、缺乏科学性,导致了不必要的误解和恐慌。一般地说,判定电磁辐射是否对居住环境造成污染,应从电磁波辐射强度、主辐射方向、与辐射源的距离、持续时间等几方面综合考虑。所以,在加强电磁防护同时,对电磁波污染问题也应采取科学的态度,客观分析、严肃对待,切不可人云亦云,不负责的盲目夸大,造成人们认识的混乱。当然,随着科学技术水平的发展,人们对电磁波污染及其危害的认识会逐渐深人,许多谜底终将被揭开。
1,如果不是在真空环境肯定会变弱的,生物波是微波,很多物质可以吸收微波,导致变弱。
2,是的,生物波就是传达信号的微波,因此具有唯一性。
3,等同与1,毕竟生物波功率非常非常小,就连空气都可以吸收,减弱微波信号,距离十分有限。
4,电磁波速度等于光速,但是生物体要经过信息处理的时间远远比传送的时间要长。
1.生物电波跟无线电波都是电磁波,最大的区别应该是功率跟频率,生物电波功率很微弱,,
2.无线电波不可以在不同介质中无限制的穿梭,因为只有有介质,无线电波的能量就会被吸收,他的能量越来越小,能量到0无线电波就消失了。
3.生物电波更不可能了随意穿梭了,因为他的能量太小了。一般在体外很短的范围内就衰减了
电磁波的基本特征
根据电磁场的理论,电和磁是紧密联系着的两种运动形式。变化的电场能够在其周围激起磁场的变化,同样,变化的磁场也能在其周围激起电场的变化,这种交变的电磁场在空间由近及远的传播过程称为电磁波(图2-1)。在电磁波里,电场矢量E和磁场矢量B互相垂直,并且都垂直于电磁波传播方向v。用来表征电磁波的主要物理量有振幅(A)、波长(λ)、周期(T)和频率(υ)等(图2-2)。
图2-1电磁振荡在某一方向传播示意图
γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等都是电磁波。这些电磁波的本质完全相同,只是它们的频率(或波长)不同而具有不同的特性。电磁波在传播过程中,波长、强度、传播方向、偏振面会发生变化,产生反射、折射、吸收、散射、偏振等物理现象。
1.波粒二象性
电磁波具有波粒二象性。粒子性是指电磁波是由密集的光子微粒流组成的,电磁波实质上是光子微粒流的有规律的运动,主要表现为电磁辐射的光电效应、康普顿效应等。电磁辐射以波的形式在空间传播,因此电磁波具有波的特性(如干涉、衍射、偏振和散射等现象),可以用波长、速度、周期和频率来表征。不同波长的电磁波,其波动性和粒子性表现的程度不一样,较短波长的电磁波主要表现出粒子性,波长越短,粒子性表现越明显;而长波电磁波则主要表现出波动性。
图2-2电磁波函数
2.叠加和相干
当振动方向和振动频率均不同的多列电磁波在空间相遇时,相遇点的复合振动等于各列波在该点的矢量和,而在其他位置每一列波仍保持原有的特征(振动方向、频率等保持不变),即波的传播是独立的,这就是叠加原理。电磁波的叠加原理适合于大多数常见介质中传播的电磁波。
两列频率、振动方向、相位都相同或相位差恒定的电磁波叠加时,某些部位处于振动永远加强,而另一些部位则处于振动永远减弱或完全抵消,这种现象称为电磁波的相干。
3.衍射
电磁波传播遇到有限大小的障碍物时,能够绕过障碍物而弯曲地向障碍物的后面传播,波的这种通过障碍物边缘改变传播方向的现象称为电磁波的衍射。例如:在微波遥感中当电磁波到达遥感天线时,被天线孔径切割或截获时要发生衍射,影响接收效果。
4.偏振(极化)
电磁波是交变电磁场在空间的传播,在传播过程中,电场强度、磁场强度和传播方向三者之间始终保持垂直。通常电场强度在各个方向是相等的,若其总是固定在某个方向振动,则称电磁波在该方向被极化(偏振)。电磁波的极化现象是影响微波图像灰度的一个重要因素。
5.多普勒效应
电磁波因辐射源(或观察者)相对于传播介质的运动,而使观察者接收到的频率发生变化。当频率为f的波源向着观察者运动时,观察者接受到的频率f'>f;当波源背向观察者运动时,则f'<f,这种现象称为多普勒效应。而遥感技术中的合成孔径侧视雷达,其工作原理就是利用多普勒效应。
电磁波的发射与接收是怎样的?
人们坐在房间里,通过收音机、电视机能够听到、看到祖国各地乃至世界各国的新闻、娱乐节目。那么,这一切是如何实现的呢?如果我们向水面投一块石头,水面上就会有一圈圈的水波向外扩散。同样,当一根导线通过高频电流时,在它周围就产生高频磁场,而在高频磁场周围又产生高频电场,这样通过电场和磁场的交替传播,就形成了波,我们称之为电磁波。在电磁波家族中有六位成员:r射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波,它们的频率范围各不相同。
帮助人们实现千里眼、顺风耳幻想的就是电磁波家族中的重要成员——无线电波。
在电视机尚不普及的年代,人们主要是通过收音机收听广播电台的节目。重大的新闻、激烈的球赛、美妙的音乐都能传到人们的耳朵里,给人们的生活增添了不少的内容和乐趣。广播电台就是靠着无线电波传送声音信号的。
大家知道,当我们说话的时候,是靠声带的振动在空气中产生声波,此声波传播出去,使我们周围的人能听到声音。但由于声波在空气中传播时不断扩散,衰减很快,因此声波传不远。而电磁波的传播速度每秒30万公里,比声波快得多。因而电磁波中的重要成员——无线电波就担当起了运载音频信号的重任。
广播电台就是将音频信号加到无线电波上,然后发射出去的。具体做法分为两种方式:一种是使无线电波的幅度随音频信号的变化而变化,我们称之为调幅,用“AM”表示;另一种则是使无线电波的频率随音频信号的变化而变化,我们称之为调频,用“FM”表示。这样广播电台发射的无线电波就带着声音的信息向四面八方传送。
大家知道收音机有调幅台和调频台,它们能够把接收到的无线电信号的幅度变化或频率变化规律检出来,还原成声音。
无线电波的发射
为了有效地发射电磁波,可将普通的
LC
电路改成如图所示的开放电路、电磁波的发射电路为什么采用开放电路呢?一方面使电场和磁场敞开,另一方面使
LC
电路的振荡频率提高,从而有利于电磁波的发送。而普通的
LC
电路在产生电磁振荡过程中;电场能主要封闭在电容器极板之间,磁场能大部线圈附近,不利于电磁能的发射,因此电路必须改成开放型的。
根据理论推论,振荡电路发射电磁波的功率与电磁波频率的四次方成正比,采用了开放电路,电容
C.电感
L
都很小,LC
电路的频率就很大,发射的无线电波的频率也变大,有利于电磁能量的发射。先将要传递的语音
、图像信号转变为电信号,这些信号往往是低频的,发射能力很弱,必须将这些低频信号“驮”在高频振荡电流上,这一过程叫调制、经调制后的高频电流产生的电磁波就载着低频信号(
语音
、图像信号
)发射出去、常见的调制方式有两种:调幅图和调频。
无线电波的接收
利用电谐振现象来选择所需的电磁波、发生电谐振的条件:f固=f电,可通过调节电容
C
或调节电感
L
的大小来实现选台、由调谐电路接收到载有信号的高频振荡电流经过检波,就得到我们所需要的信号了。
电视台通过无线电波同时把图像、语音的电信号向外界发射,电视机通过调节
LC
电路的振荡固有频率,产生电谐振来接收电视信号。
无线电磁波的发射与接收中的几个基本概念
调制:在电磁波发射技术中,使高频电磁波信号的幅度(或频率)随要传送的信号(语音
、图像信号)而变化的过程。
调幅:使高频振荡电流的振幅随要传递的信号(
如语音
、图像等低频信号
)而变化的一种调制方式。
调频:使高频振荡电流的频率随要传递的信号(如语音等低频信号)而改变的一种调制方式。
解调:在电磁波接收电路中,从高频振荡电流中“捡”出所携带的低频信号(如语音
、图像等低频信号)、解调是调制的逆过程、解调过程包括检波与滤波。
电磁波为什么会发生多普勒效应?
多普勒效应是为纪念Christian Doppler而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。但是由于缺少试验设备,多普勒但是没有用试验验证、几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,以验证该效应。多普勒效应指出,波在波源移向观察者时频率变高,而在波源远离观察者时频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。假设原有波源的波长为λ,波速为c,观察者移动速度为v当观察者走近波源时观察到的波源频率为(v+c)/λ,如果观察者远离波源,则观察到的波源频率为(v-c)/λ。一个常被使用的例子是火车的汽笛声,当火车接近观察者时,其汽鸣声会比平常更刺耳.你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有:警车的警报声和赛车的发动机声。 如果把声波视为有规律间隔发射的脉冲,可以想象若你每走一步,便发射了一个脉冲,那么在你之前的每一个脉冲都比你站立不动是更接近你自己。而在你后面的声源则比原来不动时远了一步。或者说,在你之前的脉冲频率比平常变高,而在你之后的脉冲频率比平常变低了。多普勒效应不仅仅适用于声波,它也适用于所有类型的波,包括光波、电磁波。科学家哈勃Edwin Hubble使用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论。反之,如果天体正移向银河系,则光线会发生蓝移。
多普勒效应指出,波在波源移向观察者时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低,多普勒效应不仅仅适用于声波,它也适用于所有类型的波,包括电磁波。发现远离银河系的天体发射的光线频率变低,即移向光谱的红端,称为红移,天体离开银河系的速度越快红移越大,这说明这些天体在远离银河系。反之,如果天体正移向银河系,则光线会发生蓝移。实际的频率并没有变!观测到频率改变的光波,是因为观察者和波源之间的相对运动造成的,这就是多普勒效应!从而说明波源是运动的,从而说明宇宙是膨胀的!是这么个逻辑关系。
在运动的波源后面;蓝移的程度,产生相反的效应。波长变得较长。所有波动现象 (包括光波) 都存在多普勒效应,频率变得较高 (蓝移 (blue shift))。波源的移动速度越高在运动的波源前面。恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度。除非波源的速度非常接近光速,否则多普勒位移的程度一般就是会都很小,频率变得较低 (红移 (red shift)),波唱就会被压缩。根据光波红/,可以计算出波源循着观测方向运动的速度,所产生的效应越大,波长就会变得较短。
文章标题: 电磁波蓝移导致接收到的电磁波频率变高以至达到x射线频率时,对接收方来说收到的电磁波具有x光的性质么
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