什么是电和磁及电磁力辐射?

2022-06-07     当下那些事

原标题:什么是电和磁及电磁力辐射?

电和磁

电能的用处广泛,不管是日常生活所需的热量和光,还是驱动电脑工作所有的微脉冲信号,无不来自于电能。电和磁是密切相关的,磁力是磁体间的一种不可见力。变化的电场产生磁场,而切割磁力线也会产生电场。电和磁转化过程中生成的力,我们称之为电磁力。

磁力

磁铁是特殊的金属(通常是铁),能够吸引带有磁性的物质(如铁和钢),磁铁周围都存在磁场,磁体通过磁场对外界产生作用力。靠近磁铁两端(也称为磁极)的地方磁场最强,越远离磁极磁场就越弱,磁极两端的磁场方向相反,一端为北极,一端为南极。异性相吸,同性排斥,也就是北极与南极相互吸引,而北极与北极或南极与南极相互排斥。

电力的传输

当磁体和金属线圈彼此接近做着相互运动时,线圈中会产生感应电流,这是由磁力驱动线圈中的自由电子定向运动所形成。电厂就是根据这个原理来发电,以水流或者喷射的水蒸气和风为动力,推动线圈转动切割磁力线,线圈中就有电流产生。通过电线,电就被传输到我们的家庭、学校或者工厂当中。配电线路可以分为地上的架空线和地下电缆两种。

静电

静电是由电子运动产生。电子是一种带电粒子,如果物体得到电子它就带负电,相反如果失去电子就会带正电。当两种不同的物体相互摩擦电子会发生转移,从而使得两个物体都带电,得到的电子的带负电,失去电子的带正电。因此电荷在带电物体上是静止的,不能移动,所以称为静电。

电流

能够自由导电的物体称为导体。如铜合金等金属就是电的良导体,可以作为导线和连接电路。因为这类金属导体里有很多的自由电子,可以在电线中自由运动。闭合电路中的大量电子的定向移动形成电流。

直流电

电池组可以提供驱动电子在闭合电路中定向移动时所需的能量,所产生的电流方向恒定不变,因而被称为直流电。直流电(简称DC),又称“恒流电”,恒定电流是直流电的一种,是大小和方向都不变的直流电。

交流电

我们平时用的220V 50HZ(简称市电)的电是交流电,因为交流电的信号不是恒定不变的,所以不同于直流电,它的方向是会随着时间发生改变的,而直流电没有周期性变化。

通常交流电(简称AC)波形为正弦波。交流电可以有效传输电力。但实际上还有应用其他的波形,例如三角形波、正方形波。

电磁铁

当电流流过导体时,在导线周围产生磁场。如果在线圈中心插入铁芯,磁场强度会进一步加大,人们将这种电磁铁称为“电磁铁”。与一般电磁铁不同,电磁铁可以用开关来控制,比如电流断开,电磁铁中的磁场就消失。

电磁辐射

可见光、电波信号、微波炉中的微波、火中的热辐射以及医院中的X光都是电磁辐射。由于这些辐射既是电又是磁,所以称为“电磁波”电磁波沿用直线传播速度与光速相同。在真空中,电磁波的传播速度每秒30万千米。以这样的速度电磁波仅1/10秒就可以环地球一周。不同的种类的电磁波,波长也各类不同。

能量波

电子发射出的电磁波能够覆盖的频率范围很广。我们平时用肉眼看到的光叫做可见光,它在电磁波谱中只占很窄一段频率范围。在电磁波谱中一端是无线电波和微波,由于其波长太长,所以人类是看不见的;另外一端是紫外线和X光,它们则是由于波长太短,人类也无法看到。

太阳

到达地球的大部分辐射都来自于太阳,太阳不断向外射着巨大的能量。太阳辐射中的一部分波,如可见光和X射线。幸运的是,地球大气层只让人类所需的可见光和热通过,而把对人类有害的辐射,如紫外线和X光射线屏蔽掉。

热像仪

热的物体会向外辐射电磁波,人们虽然无法用肉眼看到这些辐射波,但是通过热像仪可以检测到这种波的存在,并且可以拍摄。在照片里最为明亮的部分就是物体温度最高的部分,其黑暗部分就是温度最低的部分。即使是在全黑的地方,热像仪也能起到这个作用,因为它不需要光就能成像,热像仪清晰地显示出人体的不同部位和温度的变化,像医生可以根据此诊断疾病。该仪器就还可以用在监测野生动物晚上的生活习性。

辐射的危害

有些电磁辐射是很危险的,即使是来自于太阳的低能辐射也能造成各种有害疾病。如果长时间的太阳浴会导致皮肤癌,不过最主要的危害是来自于X光,Y射线等高能短波射线。这些射线可以使生物组织细胞产生电离,从而破坏生物组织,影响身体正常的生理机能。因此从事X光检查的医学人员在操作这类时,要躲在屏幕后面加以严防护。

宇宙电波

电磁波的传播与声波不同,声波的传播需要一定的介质,而电磁波却不需任何物质即可在真空中传播。我们可以通过卫星利用电磁波与太空中的宇航员取得联系。

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/6af8b899ffeacb84baa987b9292c6eef.html