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1、浅谈电磁学对人类生活的影响 电磁学给我 ...

  •   自人类出现在广袤的地球大地上,就开始了对地球的无限探索,尤其是对于科学的追求,从未停歇。而人类不止探索科学,更对其进行实践与运用,以此丰富了我们的生活。电磁学就是其中应用范围最广泛的之一。
      什么是电磁学?电磁学是研究电和磁的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。电学与磁学领域有着紧密关系,广义的电磁学可以说是包含电学和磁学;但狭义来说是一门探讨电性与磁□□互关系的学科。主要研究电磁波,电磁场以及有关电荷,带电物体的动力学等。电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科,主要是基于电流的磁效应和变化的磁场电效应两个重要的实验发现。这两个实验现象,加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。
      导线所载有的电流,会在四周产生磁场,其磁场线是以同心圆图案环绕著导线的四周。使用电流表可以直接地测量电流。但这方法的缺点是必须切断电路,将电流表置入电路中间。间接地测量伴电流四周的磁场,也可以测量出电流强度。优点是,不需要切断电路。
      电子的发现,使电磁学和原子与物质结构的理论结合了起来,洛伦兹的电子论把物质的宏观电磁性质归结为原子中电子的效应,统一地解释了电、磁、光现象。[1]
      电磁学高深莫测,在我们生活中的应用也极为广泛,利用电磁学,我们可以创造出很多让我们生活更加方便的工具,比如磁悬浮列车。
      磁悬浮列车是以物理电磁学中“同性相斥、异性相吸”的原理为基本运行原理,通过磁铁与地心引力之间的对抗,使得磁悬浮列车悬浮在轨道上,并借助直线电机的作用推动,消减轨道摩擦力,以达到提速的效果,推动列车快速前行。从磁悬浮列车运用电磁学知识的情况来看,其车内的超导体电磁铁系统与电磁运行系统存在紧密联系。当列车动态运行时,轨道线圈形成的磁场与列车内部的超导体电磁铁之间会产生一种相斥力,对抗地心引力,从而使得磁悬浮列车悬浮在轨道之上,而列车车体底部与两侧倒转向上的顶部的磁铁基于“异性相吸”的电磁原理,產生吸引力,促使列车前进。磁悬浮列车运行导轨的形状呈T字形,反作用板和感应钢板安装在轨道上方和伸臂下方,共同控制电磁铁的电流,使得列车车身与导轨之间的距离在10~15mm之间,并且在导轨钢板产生的吸引力和车身重力的维持下保证列车车身处于平衡状态,安全运行。磁悬浮列车运行的主要阻力为空气阻力,因此相比较普通的铁路客车而言,其运行速度更快。磁悬浮列车让我们的出行更加快速便捷,而不仅仅是出行,让我们能够足不出户便可与朋友亲人沟通的重要工具——移动电话和手机也与电磁学有着密不可分的关系。
      移动电话和手机在目前信息化时代被广泛使用,且随着人们生活水平的提高,移动电话的普及率也在不断提高。移动电话实际上就是一部移动的无线电台,把用户声音转变为高频电信号,并将其发射,同时是一个收音机,捕捉发射到空中的电磁波,实现用户之间的通话信息传递。在城市的任何角落,移动电话都能实现基本通话,移动电话系统已经成为城市电话网不可分割且及其重要的一部分。
      除了交通与交流,我们人类最基础的活动便是吃,而厨房家电中,我们也能看到电磁学的身影。其中电磁炉是受到电磁学影响最大的一种电器,它改变了传统明火或传导式加热的方式,通过在锅底直接产生热量使用厨具,提高热效率。电磁炉主要是利用电磁感应加热原理,从而制成厨房电器。电磁炉在使用过程中,通过将交变电流导入加热线圈中,从而在加热线圈周围产生交变磁场,将交变磁场磁力通过金属锅体进入到锅体底部,形成涡流,进而产生所需的热量[6]。电磁炉是一种高效且节能的厨房电器,无需明火就可完成烹饪过程,不会产生不必要的浓烟,有利于提高家庭电器的安全,加强家庭卫生。不仅是电磁炉,微波炉也是利用电磁学原理工作的家用电器,通过各零件的操作产生高频电磁,利用该电磁反射、吸收、穿透物体等,提高热效应,消除有害菌群,完成加热过程。微波炉内部的主要零件有磁控管、高压电容、电源变压器等,磁控管具有产生和发出微波的作用,电源变压器为磁控管提供死区电压和交流高压。当这些零件处于工作状态时,在各个设备中导入交流电,控制电压,从而逐步形成电磁场,发出微波,使得食物内部分子相互摩擦加热。总体来说,微波炉的使用是通过炉内磁控管发出电磁波并进入食物内部,使食物分子振动,摩擦产热,完成加热过程。
      由此可见,电磁学在我们生活中的应用极大地便捷了我们的生活,但上述几例仅是电磁炉在我们生活中得到应用的一小部分,未来我们还会将电磁应用到更多方面,而与此同时,我们对电磁的研究和应用也不会止步于此,在更远方被薄雾笼罩着的诗和田野也亟待我们去探索、发现。

      [1]搜狗百科

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