淺談電磁波在生活中的應(yīng)用

張烜寧

摘 要：高中物理選修3-4中向我們介紹了電磁破的發(fā)現(xiàn)與信息化社會(huì)的發(fā)展，從麥克斯韋建立的完整電磁場(chǎng)經(jīng)典理論并預(yù)言了電磁波的存在，到赫茲驗(yàn)證電磁波的存在，再到今天信息化社會(huì)的飛速發(fā)展，電磁波已經(jīng)滲透到我們生活中的每個(gè)角落。本文將結(jié)合日常生活中常見(jiàn)的電磁波應(yīng)用，加深對(duì)電磁波的了解，拓展視野，更好的利用電磁波。

關(guān)鍵詞：電磁波；應(yīng)用；日常生活；高中物理

中圖分類號(hào)：O241.82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0228-01

1 引言

電磁波是在同相而且互相垂直的電場(chǎng)與磁場(chǎng)中產(chǎn)生的震蕩粒子波，以波動(dòng)的方式在交變電磁場(chǎng)的空間中傳播。電磁波不依靠介質(zhì)傳播，在真空中的傳播速度等同于光速，由于電磁波在電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向以及傳播方向互相垂直，所以電磁波是橫波。電磁波由低頻到高頻的頻譜依次為無(wú)線電波、微波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、x射線、咖瑪射線。人眼能夠接收到的電磁波稱為可見(jiàn)光，太陽(yáng)光是電磁波的一種可見(jiàn)的輻射形態(tài)。不同頻率的電磁波在不同領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的價(jià)值，給人們生活帶來(lái)了極大的便利，可謂人們生活若離開(kāi)了電磁波，必將舉步維艱。

2 電磁波在生活中應(yīng)用

2.1 電磁波在通訊通信領(lǐng)域應(yīng)用

在無(wú)線電廣播中，廣播中的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后將這些電信號(hào)由高頻振蕩的電磁波向周圍空間傳播發(fā)射。接收端的收音機(jī)，利用電磁波接收設(shè)備接收到這些電磁波后，會(huì)將接收的電磁波中的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)，因此收音機(jī)就能聽(tīng)到各種頻段的廣播了。而在電視信號(hào)傳播過(guò)程中，聲音信號(hào)同樣利用此種原理進(jìn)行傳播，唯一區(qū)別的是圖像信號(hào)傳播。現(xiàn)代電視機(jī)發(fā)射系統(tǒng)中，攝像管的作用是攝取景物的圖像并且將圖像按照?qǐng)D像的明暗程度逐點(diǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的電信號(hào)，然后用信號(hào)電流調(diào)制高頻電流，最后將這些信號(hào)發(fā)射出去[1]。然后這些電信號(hào)，包括聲音和圖像信號(hào)由高頻振蕩的電磁波向周圍空間傳播發(fā)射，接收機(jī)受到高頻信號(hào)后，經(jīng)過(guò)調(diào)諧、解調(diào)處理后的圖像信號(hào)再發(fā)送至電視機(jī)中的顯像管，顯像管會(huì)將圖像信號(hào)在熒光屏上掃描，從而電視機(jī)屏幕上便顯示出于攝像管屏上相同的圖像。彩色電視機(jī)常用的制式模式為標(biāo)準(zhǔn)SECAM制又稱為SECAM.D.K制，對(duì)（R-Y）信號(hào)用4.406MHZ，對(duì)于（B-Y）信號(hào)用4.25MHZ副載波分別調(diào)頻，掃描方式水平為每場(chǎng)625行，垂直為每秒50場(chǎng)；另外，M-PAL制與PAL制相比較主要區(qū)別是掃描規(guī)律不同，水平掃描每場(chǎng)為525行，垂直為每秒60場(chǎng)，副載波頻率為3.58MHZ，這種也是常見(jiàn)的制式。

2.2 電磁波在醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)用

某些頻段的電磁波為醫(yī)療保健領(lǐng)域的發(fā)展也帶來(lái)極大的促進(jìn)作用。課堂上我們學(xué)習(xí)的倫琴射線即X射線具有極強(qiáng)的穿透能力、熒光作用等物理化學(xué)效應(yīng)使其在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的價(jià)值。利用X射線的極強(qiáng)的穿透性、優(yōu)秀的差別吸收性以及卓越的感光熒光作用，醫(yī)療領(lǐng)域常常應(yīng)用于醫(yī)療診斷。例如當(dāng)X射線穿透人體時(shí)，這種電磁波會(huì)受到人體不同程度的吸收，尤其是骨骼吸收的X射線的量明顯優(yōu)于其他部位。由于通過(guò)人體的不同部分的X射線量也不相同，從而便攜帶了人體各部位密度分布的信息。再利用X射線卓越的熒光感光效應(yīng)，從而在熒光屏等設(shè)備上清晰顯示出不同密度的陰影，根據(jù)臨床表現(xiàn)等相關(guān)診斷后，醫(yī)生便可判斷人體某一部位是否正常。由此X射線在醫(yī)學(xué)上最早也是最重要的應(yīng)用是能夠讓醫(yī)生觀察到人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由于操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低的有點(diǎn)，成為臨床診斷中的主要成像設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，CT核磁共振成像比X光機(jī)具有更高的清晰度和靈敏度，逐漸被廣泛采用。從較早的X光透視、CT掃描、核磁共振等醫(yī)療設(shè)備的不斷更新發(fā)展，以及到我們家庭常用的便攜式醫(yī)療器械，都是對(duì)不同頻段的電磁波廣泛地開(kāi)發(fā)利用，極大促進(jìn)醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展。

2.3 微波在食品衛(wèi)生中應(yīng)用

課堂上介紹電磁波實(shí)際上是能量的一種，以輻射的形式向周圍空間釋放傳播。生活長(zhǎng)常見(jiàn)的微波爐就是一種利用微波的相關(guān)特性來(lái)加熱食品的現(xiàn)代烹飪工具，微波爐是利用食物在微波場(chǎng)中吸收微波能量而達(dá)到食物自身加熱的目的。它用的頻率是24.5億赫左右的超短波，由磁控管產(chǎn)生，經(jīng)微波爐金屬器壁反射再反射后，被爐中的食物吸收。電源向磁控管提供大約4000伏高壓，磁控管在電源激勵(lì)下，連續(xù)產(chǎn)生微波，再經(jīng)過(guò)波導(dǎo)系統(tǒng)，耦合到烹調(diào)腔內(nèi)，從而加熱食物。食品中存在一定量的水分，而水是由極性分子組成的，在外電場(chǎng)不存在時(shí)也是不重合的，當(dāng)微波輻射到食品上，這種極性分子的取向?qū)㈦S著微波場(chǎng)而變動(dòng)。再加上食品中水分子在電磁波熱效應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)，相鄰分子間相互作用，發(fā)生像碰撞、摩擦等運(yùn)動(dòng)，從而使水分子的溫度不斷升高，因此食品的溫度不斷升高。微波爐作為輔助加熱工具，進(jìn)行肉食品的解凍、融化以及直接用于食品的加熱烹調(diào)，提高生活的便利性。

3 結(jié)語(yǔ)

電磁波無(wú)論在通信通訊領(lǐng)域，還是醫(yī)療健康領(lǐng)域以及食品衛(wèi)生中的應(yīng)用都是極其廣泛，而這幾個(gè)領(lǐng)域僅僅是電磁波在日常生活中的一小部分，可見(jiàn)電磁波的應(yīng)用范圍之廣。日常生活中電磁波的廣泛應(yīng)用給人們生活帶來(lái)極大的便利，提高人們的生活質(zhì)量。因此，掌握了電磁波就可以我們的生活造福。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社.