浅谈电磁波在生活中的应用

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  摘要:在高中物理的学习中,会涉及到电磁波这个知识点,需要我们形成深入掌握了解。而在现实生活中,电磁波也有很广泛的运用,了解电磁波的生活应用,有助于增进我们的学习。本文就对电磁波做了简单的介绍,然后就其在生活中的应用展开了论述,希望可以给广大高中生一些参考帮助。
  关键词:电磁波;生活;应用
  在高中物理的选修3-4中,学习到了电磁波的相关知识,从电磁波的发现,到电磁波的发展,将相关知识都逐一进行了介绍。就目前的生活实际而言,电磁波在生活的很多方面都有运用,对于我们生活水平的提高发挥了非常重要的作用。因此,加深对电磁波的理解,有助于提高我们的物理学习效果。
  一、电磁波介绍
  所谓的电磁波,是一种同相并且垂直的电场与磁场在空间衍生发射的震荡粒子波,是通过波动形式传播的电磁场,具有波粒二象性的特点。从科学的角度来说,电磁波是一种能量,凡是温度高于绝对零度的物体,都可以释放出电磁波。并且电磁波的波长与物体温度具有直接关系,即物体的温度越高,所产生的电磁波的波长就越短。具体而言,电磁波可以看做是电磁场的一种运动形态,其具有两面性,也就是磁场和电场之间具有相互转化的关系,即磁场变化可以产生电场,而电场变化可以产生磁场,也就是平常所言的磁变生电,电变生磁[1]。
  电磁波具有一些物理效应,比如热效应。热效应就是指电磁波具有加热的功能,比如太阳光照射人体后,人体会产生灼热感。这就是因为人体是一个导体,受到电磁波辐射之后,身体会产生电流,从而引起人体发热。除了热效应,还有非热效应,非热效应则是电磁波可能对人体内部的微弱电磁场造成干扰,从而对人体形成一定的影响。此外还有累积效应,也就是电磁波产生的影响具有累积性,不会因为电磁波的消失就消失。
  二、生活中的电磁波运用
  在现实生活当中,电磁波具有非常广泛的运用,这些运用对于提升我们的生活品质具有非常重要的作用,下面就從几个不同的层面分析了电磁波的生活运用。
  (一)在食品方面的运用
  在生活中最常见的电磁波运用,能够直观认识到的运用,就是微波炉了。微波炉是一种利用电磁波来加热食物的烹饪工具,通常将食物放在微波炉内,几分钟时间就可以将食物加热到很高的程度。而之所以微波炉可以这么快加热食物,是因为微波炉产生的微波,是频率在24.5亿赫兹左右的超短波,经过微波炉内部的金属壁反射,就会被食物吸收。而食物中存在一定量的水分,水又是由极性分子所构成的。在微波辐射到食品时,这种极性分子就会在微波场的作用下产生变化,也就是食品中的水分子在电磁波的作用下产生剧烈地热运动,水分子之间的温度不断升高,从而带动食物温度同步上升。在生活中,微波炉给我们提供了很多方面,不论是食品解冻融化,或者是直接进行食物的烹调,都是非常便利的,最为显著的优势就是速度很快,比燃气要快很多,大大提高了我们烹制食物的效率。在使用微波炉的时候也需要注意,由于其加热原理,部分物体是不能放入微波炉中的,比如普通塑料容器、金属容器、封闭容器等等。这些容器放入微波炉,可能产生安全问题[2]。
  (二)在通信方面的运用
  在通信方面,电磁波的运用也是非常广泛的。比如在无线电广播中,广播播音发出的声音信号,经过转化器转变为电信号,然后这些电信号通过高频震荡的电磁波向周围的空间中发射传播。而收音机则具有接收这些电磁波的接收端。在接受到信号之后,又将电磁波信号转化为声音信号,这样就实现了无线电广播的传播。除了广播这个方面,手机通讯才是电磁波发挥作用的主舞台。现阶段手机移动通讯快速发展,这就是电磁波的作用。目前手机移动通讯已经从2G发展到了4G,而更高级的5G也已经在开始逐步测试,未来不久就可以实现运用推广。这之中,2G、3G、4G所使用的电磁波频率就是不一样的,比如4G TD-LTE上行/下行频段就是555-2575MHz/2300-2320MHz,FDD-LTE上行/下行频段就是1755-1765MHz/1850-1860MHz[3]。
  (三)在医疗方面的运用
  除了食品和通讯方面的应用,在生活中,电磁波在医疗方面也发挥了很大的作用。比如我们日常所学的X射线,在医疗上就有很大的用处,因为其强力的穿透性、差别吸收性和感光荧光作用,可以对人体某些部分实现检测,了解人体内部存在的某些病变问题,从而为正确诊断病症打下基础。除了X光机,CT核磁共振成像更加精准,不仅灵敏度高,而且清晰度好,可以进一步提高诊断的准确性和科学性。
  三、结束语
  在高中物理的学习中,电磁波是一个比较重要的内容,对于提高我们的物理素养具有不小的作用。电磁波广泛存在,在生活中也有很多运用。比如在食品方面的微波炉、在通讯方面的信号基站、在医疗方面的各种检测仪器等等。通过对电磁波的运用,实现了提高生活质量的目的。但是也需要注意电磁波产生的辐射问题,在日常生活中做好防范。
  (作者单位:湖南省长沙市第一中学)
  参考文献
  [1]郭帅.电磁波的应用及其辐射的防护方法[J].电子技术与软件工程,2016,(21):99-100.
  [2]胡章迪.电磁场与电磁波在电子通信技术中的应用[J].科技风,2015,(20):116.
  [3]杨新兴,李世莲,尉鹏等.环境中的电磁波污染及其危害[J].前沿科学,2014,8(01):13-26.
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