电磁场与电磁波的应用讲述.docx

本科生学年论文（课程设计）题目：电磁场与电磁波的应用学 院 物理科学与技术学院 学科门类 理学 专 业 应用物理 学 号 2012437019 姓 名 郭天凯 指导教师 闫正 2015年11月18日电磁场与电磁波的应用摘　　要　　随着社会的不断进步与发展，科学技术的不断改革创新，电磁场与电磁波已经应用于社会生活的方方面面，受到了越来越多人的高度重视和关注。电子通信产品的随处可见，手机通信，微波通讯以及无线电视等；电磁波极化在雷达信号滤波、检测、增强、抗干扰和目标鉴别/识别等方面的应用；电磁场在金属材料加工、合成与制备中的应用；电磁波随钻遥测技术在钻井中的应用；电磁场的生物效应在电磁治疗方面的应用等都离不开电磁成与电磁波。本文将进一步对电磁场与电磁波在通讯、科技开发、工业生产、生物科学、材料科学等方面的应用展开分析和探讨。关键词：电磁场；电磁波；极化；电子通信技术；电磁波的应用目　　录　　1　电磁场与电磁波的概况…………………………………1　　2　电磁场与电磁波在通讯方面的应用……………………2　　2.1　在无线电广播中的应用……………………………………2　　2.2　在电视广播中的应用………………………………………2　　2.3　在移动通信中的应用………………………………………2　　2.4　在卫星通信中的应用………………………………………2　　3　电磁波极化的应用………………………………………3　　3.1　利用极化实现最佳发射和接收……………………………3　　3.2　利用极化技术提高通信容量………………………………3　　3.3　极化在雷达目标识别、检测和成像中的应用………………3　　3.4　极化在抗干扰中的应用……………………………………4　　4　电磁波随钻遥测技术在钻井中的应用…………………5　　4.1　采用数据融合技术，优化产品性能，提高传输深度………5　　4.2　采用广播芯片技术，提高信息传输能力……………………5　　5　在生物医学中的应用……………………………………6　　5.1　电磁场的生物效应及其发展……………………………6　　5.2　电磁场作用的机理………………………………………6　　6　电磁场在材料科学中的应用…………………………7　　7　结束语…………………………………………………7　　参考文献………………………………………………………8１　　电磁场与电磁波的概况　　电磁场现象的研究发现是从十六世纪下半叶英国人吉尔伯特实验展开的，在研究过程中它采用的方法比较原始，无法完全解释出电磁场的现象原理。电磁场的近代研究要追溯到18世纪，由法国物理学家库伦以及英国物理学家卡文迪许展开研究分析，他们的主要贡献是发明了用测量仪器对电磁场现象做定量的规律，从而促使电磁场的发展得到了质的飞越。　　英国著名物理学家法拉第在哲学家谢林的影响下，认为大自然中的光、电、磁之间是存在一定的联系的。　　1820年，奥斯特研究发现电流以力作用于磁针后，法拉第就更加肯定电与磁之间是相互影响作用，然后在1831年他研究发现，只要把磁棒插入到导体线圈时，导体线圈中就会产生一定的电流，这种实验现象证明了电与磁两种之间是有着紧密联系的。[1]　　从19世纪60年代麦克斯韦建立了完整的电磁场理论并预言了电磁波的存在， 到1887年德国科学家赫兹证实了电磁波的存在，到现在不过100多年的时间，但电磁波的应用已经渗透到人类生活的方方面面。可以说离开了电磁波人类的活动将会举步维艰。[2]2　　电磁场与电磁波在通讯方面的应用2.1　在无线电广播中的应用　　其中在无线电广播中的应用是实现最早、最普及的一种应用。这是一种发射台与接收台分离、发射台对接收台之间的单向模拟通信方式，主要是指收音机广播。按照所使用的载波的波长不同分为长波（低于535KHz）、中波（535KHZ～1605KHZ）、短波（2.3MHZ～26.1MHZ）以及调频波段（87MHZ～108MHZ）。根据其调制方式又分为调幅波（AM）和调频波（FM）。2.2　在电视广播中的应用　　上世纪50年代发明的电视系统实现了声音和图像的同步广播，即电视广播。它分为声音和图像信号的传播两部分。电视广播系统使用的频段是54MHZ～806MHZ之间，每频道电视信号占用8MHZ带宽，其中图像信号使用低端的6MHZ，以单边带方式调制，声音信号使用6.5MHz以上部分，使用调频或调幅方式调制。2.3　在移动通信中的应用　　在1920年，现代移动通信技术的研究发展正式开始。相继出现了第一（1G）、二（2G）、三（3G）、四（4G）代移动通信技术，逐步通过模拟、数字、无线网络等技术手段使移动通信具备了更加完美的抗信号衰落的功能