1、.電磁波的基本應(yīng)用及未來發(fā)展方向【論文關(guān)鍵詞】：物理學(xué)科 電磁波 應(yīng)用 【論文摘要】：自1864年電磁波正式被理論預(yù)言以來，不同形式的電磁波陸陸續(xù)續(xù)被發(fā)現(xiàn)，它們本質(zhì)相同，只是波長和頻率相差較大，因此性質(zhì)有所不同，在生活中的應(yīng)用也各不相同，本文主要結(jié)合現(xiàn)實(shí)，討論電磁波在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用及未來應(yīng)用的發(fā)展方向。一、電磁波的分類概況1二、各類電磁波的主要應(yīng)用11.無線電波2長波、中波2短波22.紅外線33.可見光44.紫外線45.X射線56.射線6三、未來展望6一、電磁波的分類概況電磁波是以波動形式傳播的電磁場，是一種橫波，真空中以光速傳播。頻率由低到高主要分為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線

2、、射線。當(dāng)然這只是大體劃分，如果把電磁波比喻為鋼琴，每一種頻率的波代表一個琴鍵，那么這些琴鍵排列起來足以延伸出太陽系，甚至更遠(yuǎn)!隨著一種又一種電磁波的發(fā)現(xiàn)，人們對電磁波的性質(zhì)有了更深入的了解，如頻率低于可見光時(shí)電磁波主要表現(xiàn)為熱效應(yīng)，反之則主要表現(xiàn)為化學(xué)效應(yīng)，還有折射、反射、干涉、衍射等性質(zhì)。下面就來分別談?wù)劯黝愲姶挪ǖ膽?yīng)用。二、各類電磁波的主要應(yīng)用 1.無線電波無線電波主要用于通信。最早用于航海，采用開關(guān)來控制電磁波是否發(fā)射，因此產(chǎn)生斷斷續(xù)續(xù)的聲音信號，即摩爾斯電碼?，F(xiàn)在，無線電波主要用于無線數(shù)據(jù)網(wǎng)，移動通信及各種無線電廣播。當(dāng)然，無線電波還可以用于遙控（如遙控車鑰匙及小朋友們的遙控車玩具等

3、）。無線電波分為長波、中波和短波。長波、中波 長波可用于海上通信和地下通信，常被用于傳播羅蘭C導(dǎo)航信號以及標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)頻率的信號。由于長波有穩(wěn)定傳導(dǎo)的特性，因此常用于做地標(biāo)和導(dǎo)航用途。長波也可以用于傳播無線電廣播，但由于長波不穩(wěn)定，只有到夜間才能接收到來自更遠(yuǎn)的地方的無線電信號，而且很容易受到家用電器的干擾，接受天線也極為復(fù)雜，所以在現(xiàn)今已不常用。中波與長波頻率相近，性質(zhì)也相差不大，主要用作近距離本地?zé)o線電廣播（主要是調(diào)幅廣播）、海上通信，無線電導(dǎo)航以及飛機(jī)上的通信等。 值得注意的是，長波中波是僅有的兩種可以靠地波順著地球表面曲度傳播很遠(yuǎn)的波，在衛(wèi)星通信為發(fā)展之前，用于全球通信，即便是現(xiàn)在，

4、長波中波依然受到軍事專家的青睞，尤其是海軍，要想潛水艇在不浮出水面的條件下和地面指揮中心取得聯(lián)系，只有靠他們！此外，中波還用于飛機(jī)導(dǎo)航。短波短波是指頻率為330MHz的無線電波。主要以天波的形式傳播，可在地面和大氣層中的電離層之間反射，因而可以傳播的很遠(yuǎn)。短波通信被廣泛用于傳輸電報(bào)、電話、數(shù)據(jù)和靜態(tài)圖像，也可用于軍用遠(yuǎn)程通信中。地面指揮中心所要與遠(yuǎn)處的軍隊(duì)或海面上的軍艦進(jìn)行通信，都要依靠短波電臺發(fā)射的短波。短波通信因其發(fā)射功率小，傳輸距離遠(yuǎn)，建站迅速，便于機(jī)動而廣泛用于軍事通信。2.紅外線紅外線是無處不在，因?yàn)樗漠a(chǎn)生與溫度密切相關(guān)。物體的表面輻射能量與物體表面溫度的四次方成正比。自然界中的所

5、有物體，只要溫度高于絕對零度，就會向外輻射紅外線。溫度越高，輻射能量越高，波長越短，頻率越高。紅外線具有無線、抗干擾能力強(qiáng)、信息傳輸可靠、功耗低、成本低等特點(diǎn)，在生活中主要用于遙控，熱成像和醫(yī)用治療。家用電器的遠(yuǎn)程遙控大多使用的是紅外線遙控技術(shù)，如電視機(jī)、空調(diào)等。當(dāng)遙控器與紅外線對準(zhǔn)偏差不超過15時(shí)，接收效果最好。由于波長遠(yuǎn)小于無線電波，因此一般不會干擾到收音機(jī)等其他無線設(shè)備工作，而且紅外線難以穿過墻壁，所以不同房間的電器可以使用通用遙控器而不收干擾。紅外線還可以用于熱成像技術(shù)，最主要的應(yīng)用是紅外攝像機(jī)，可以用于探查森林火災(zāi)，在燃起明火前將火災(zāi)扼殺在搖籃里；也可以用于動物行為的研究及動物保護(hù)，

6、在漆黑的夜晚，紅外攝像機(jī)已成為了動物保護(hù)工作者的眼睛。此外，紅外夜視鏡也運(yùn)用了熱成像技術(shù)。在軍事領(lǐng)域，紅外線主要用于軍事偵察，可識別偽裝后的目標(biāo)和夜間敵方的活動，也可以監(jiān)測導(dǎo)彈，為導(dǎo)彈攔截提供預(yù)警。此外，紅外線還可用于防盜、醫(yī)療保健、紅外感應(yīng)開關(guān)等方面。3.可見光 可見光是指人眼可以接收到的那一部分電磁波，說到可見光在生活中的應(yīng)用，最常見的就是照明了，各種各樣的燈使得黑夜不再漫長無趣，路燈使得街道亮如白晝，各色的霓虹燈更是增添了夜晚的情趣，人們?nèi)ド⒉?、去玩耍，對于喜好夜生活的人來說，也許晚上才是一天中最快樂的時(shí)光。當(dāng)然可見光也可以用于傳遞信息，并非是以類似于交通信號燈的形式，而是指可見光通信。

7、有了這項(xiàng)技術(shù)，你不用連Wife就可以在路燈下下載一部電影！使用可見光進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)率更高，安全性更高。但這項(xiàng)技術(shù)目前還處于研究階段，只存在于實(shí)驗(yàn)室以及世博會上，也許不久的將來，我們真的可以見到在電影里才會有的場景。4.紫外線紫外線同樣屬于不可見光的一部分，頻率高于可見光，主要具有化學(xué)效應(yīng)。用于工業(yè)、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。短波紫外線能分解氧氣分子，從而生成臭氧，在需要提高成品率的半導(dǎo)體器件、液晶表示元件、光學(xué)制品等制造中，紫外線和臭氧并用的干式光表面處理技術(shù)已成不可缺少的技術(shù)手段；另外，對于一些接著性、印圖性很差的材料，用高能紫外線處理后可得到極其清潔的表面和強(qiáng)力的表面接著性，這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用了紫外

8、線的氧化性，氧化污染物，并生成親水性原子團(tuán)；紫外線還可用于殺菌，用紫外線光源照射食品、材料等表面，具有快速高效、無污染的殺菌效果。紫外線還可用于生物誘變育種，通過影響DNA結(jié)構(gòu)是生物的遺傳性狀改變，從而培育出新物種。除了以上兩種用途，紫外線還有一種令人意想不到的作用人體保??！波長在 280320 納米的月波紫外線可用于調(diào)節(jié)高級神經(jīng)的功能、改善睡眠、降低血壓。經(jīng)常接受紫外線照射還能加強(qiáng)白血球的吞噬能力，增強(qiáng)人的免疫功能。不過一般情況下，紫外線對人體都是有害的，容易傷害到眼睛，皮膚等地方，甚至?xí)鹌つw癌。5.X射線X射線，在發(fā)現(xiàn)時(shí)由于其神奇的特性，被譽(yù)為最神秘的射線?，F(xiàn)主要用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。X射線可

9、用于醫(yī)學(xué)診斷，當(dāng)X射線穿過人體時(shí)，不同部位的吸收量不同，骨骼吸收最多，最終各部位的實(shí)際穿過量也不同，熒光屏上也就會顯示濃淡程度不同的陰影，可以幫助醫(yī)生判斷患者病情；X射線還可用于治療，用不同的X射線照射病灶，可使細(xì)胞組織受到破壞和抑制，用于治療腫瘤等疾病。在工業(yè)領(lǐng)域，X射線可用電離計(jì)、閃爍計(jì)數(shù)器和感光乳膠片等檢測；在研究領(lǐng)域，由于晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)對X射線可產(chǎn)生顯著的衍射作用，X射線衍射法已成為研究晶體結(jié)構(gòu)、形貌和各種缺陷的重要手段。X射線還可以用于研究動物的運(yùn)動，如貓為何從高空掉落摔不死等等。在考古方面，在研究一些木乃伊或在特殊情況下千年不腐的古尸是，也會用到X射線。還有最常見的，在機(jī)場，X射線

10、可用于檢查包裹中是否有違禁品。6.射線射線的頻率最高，具有較高的能量，具有很強(qiáng)的穿透力，對人體傷害很大，但在生活中，還是有較為廣泛的應(yīng)用。射線在農(nóng)業(yè)中起到了很大作用，可用于誘導(dǎo)變異，從而培育出新品種；也可用于治理害蟲，射線只會對雄性害蟲的基因起作用，變異后的雄性害蟲與雌蟲交配過后，雌蟲就會絕育，這種方法可以滅掉一大群害蟲；在一定范圍內(nèi)，射線還可通過促進(jìn)細(xì)胞分裂來刺激植物生長。在工業(yè)中，由于射線具有很強(qiáng)的穿透力，通?？捎糜诹悴考絺?，若零部件中有氣泡或雜物，底片就可以顯示出來。在醫(yī)學(xué)方面，射線常用于治療腫瘤，通過使分子電離殺死腫瘤細(xì)胞；目前利用最廣泛的就是伽馬刀手術(shù)，該手術(shù)無創(chuàng)傷、不出血、不需麻醉，無手術(shù)禁忌癥，適應(yīng)癥較廣。在環(huán)境保護(hù)方面，射線通常用于處理污水，使有害物質(zhì)分解，這樣做最大的優(yōu)點(diǎn)是不會造成二次污染。三、未來展望隨著衛(wèi)星通信的發(fā)展，地波傳播的方式已不再占有絕對優(yōu)勢，現(xiàn)代通信也許會逐漸被衛(wèi)星通信取代，或許有朝一日，我們可以收聽到來自大洋彼岸的調(diào)頻廣播。我們或許還可以更好的利用紅外線來測距技術(shù)，在工業(yè)中測量零部件長度，還可以用于大型吊車上，一個人就可以操作完成所有工作，解放勞動力；紅外線或許還可用于電路監(jiān)測維修，通過探查不同溫度，快速查出短路和斷路的地方。還有可見光通信，如