淺談電磁波在生活中的應用

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現與信息化社會的發展，從麥克斯韋建立的完整電磁場經典理論并預言了電磁波的存在，到赫茲驗證電磁波的存在，再到今天信息化社會的飛速發展，電磁波已經滲透到我們生活中的每個角落。本文將結合日常生活中常見的電磁波應用，加深對電磁波的了解，拓展視野，更好的利用電磁波。

關鍵詞：電磁波；應用；日常生活；高中物理

中圖分類號：O241.82 文獻標識碼：A 文章編號：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與磁場中產生的震蕩粒子波，以波動的方式在交變電磁場的空間中傳播。電磁波不依靠介質傳播，在真空中的傳播速度等同于光速，由于電磁波在電場方向、磁場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線電波、微波、紅外線、可見光、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光，太陽光是電磁波的一種可見的輻射形態。不同頻率的電磁波在不同領域發揮著巨大的價值，給人們生活帶來了極大的便利，可謂人們生活若離開了電磁波，必將舉步維艱。

2 電磁波在生活中應用

2.1 電磁波在通訊通信領域應用

在無線電廣播中，廣播中的聲音信號轉變為電信號，然后將這些電信號由高頻振蕩的電磁波向周圍空間傳播發射。接收端的收音機，利用電磁波接收設備接收到這些電磁波后，會將接收的電磁波中的電信號轉換為聲音信號，因此收音機就能聽到各種頻段的廣播了。而在電視信號傳播過程中，聲音信號同樣利用此種原理進行傳播，唯一區別的是圖像信號傳播。現代電視機發射系統中，攝像管的作用是攝取景物的圖像并且將圖像按照圖像的明暗程度逐點變為強弱不同的電信號，然后用信號電流調制高頻電流，最后將這些信號發射出去[1]。然后這些電信號，包括聲音和圖像信號由高頻振蕩的電磁波向周圍空間傳播發射，接收機受到高頻信號后，經過調諧、解調處理后的圖像信號再發送至電視機中的顯像管，顯像管會將圖像信號在熒光屏上掃描，從而電視機屏幕上便顯示出于攝像管屏上相同的圖像。彩色電視機常用的制式模式為標準SECAM制又稱為SECAM.D.K制，對（R-Y）信號用4.406MHZ，對于（B-Y）信號用4.25MHZ副載波分別調頻，掃描方式水平為每場625行，垂直為每秒50場；另外，M-PAL制與PAL制相比較主要區別是掃描規律不同，水平掃描每場為525行，垂直為每秒60場，副載波頻率為3.58MHZ，這種也是常見的制式。

2.2 電磁波在醫療設備中應用

某些頻段的電磁波為醫療保健領域的發展也帶來極大的促進作用。課堂上我們學習的倫琴射線即X射線具有極強的穿透能力、熒光作用等物理化學效應使其在醫療領域發揮著巨大的價值。利用X射線的極強的穿透性、優秀的差別吸收性以及卓越的感光熒光作用，醫療領域常常應用于醫療診斷。例如當X射線穿透人體時，這種電磁波會受到人體不同程度的吸收，尤其是骨骼吸收的X射線的量明顯優于其他部位。由于通過人體的不同部分的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，從而在熒光屏等設備上清晰顯示出不同密度的陰影，根據臨床表現等相關診斷后，醫生便可判斷人體某一部位是否正常。由此X射線在醫學上最早也是最重要的應用是能夠讓醫生觀察到人體內部結構，由于操作簡單、費用低的有點，成為臨床診斷中的主要成像設備。隨著科學技術的不斷發展，CT核磁共振成像比X光機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、核磁共振等醫療設備的不斷更新發展，以及到我們家庭常用的便攜式醫療器械，都是對不同頻段的電磁波廣泛地開發利用，極大促進醫療健康領域的發展。

2.3 微波在食品衛生中應用

課堂上介紹電磁波實際上是能量的一種，以輻射的形式向周圍空間釋放傳播。生活長常見的微波爐就是一種利用微波的相關特性來加熱食品的現代烹飪工具，微波爐是利用食物在微波場中吸收微波能量而達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，由磁控管產生，經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，磁控管在電源激勵下，連續產生微波，再經過波導系統，耦合到烹調腔內，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，在外電場不存在時也是不重合的，當微波輻射到食品上，這種極性分子的取向將隨著微波場而變動。再加上食品中水分子在電磁波熱效應高速運動，相鄰分子間相互作用，發生像碰撞、摩擦等運動，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，進行肉食品的解凍、融化以及直接用于食品的加熱烹調，提高生活的便利性。

3 結語

電磁波無論在通信通訊領域，還是醫療健康領域以及食品衛生中的應用都是極其廣泛，而這幾個領域僅僅是電磁波在日常生活中的一小部分，可見電磁波的應用范圍之廣。日常生活中電磁波的廣泛應用給人們生活帶來極大的便利，提高人們的生活質量。因此，掌握了電磁波就可以我們的生活造福。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準[M].北京：人民教育出版社.