微波研究：电磁学论文

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1、对微波的认识和研究电磁学论文正文1、微波的定义微波，英文名为microwave(MW),是波长为1mm到Im波段的无线电波。它具有很强的穿透云雾的能力，并可用于全天候遥感。也就是说它的波长低于10cm,且与红外线类似却又高于红外线波长的射频电磁波，其实一般的电磁波的频率都低于微波，所以微波也被成为“超高频电磁波”。当然它也是一种电磁波，具体频率大约在300MHZ-300GHZ之间。它是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称，也是无线电波中一个有限频带的简称。微波能通常由直流电或50Hz交流电通过一特殊的器件来获得。可以产生微波的器件有许多种，但主要分为两大类

2、：半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，或称之为电子管。在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁控管、多腔速调管、微波三、四极管、行波管等。在目前微波加热领域特别是工业应用中使用的主要是磁控管及速调管。2、微波的性质微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波量子的能量为199x10-25〜1.99xl0-22jo它的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。从电子学和物理学观点来看，微波这段电磁频谱具有

3、不同于其他波段的如下重要特点：1、微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长更长，因此具有更好的穿透性。微波透入介质时，由于介质损耗引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部儿乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间，且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时，物料内外加热均匀一致。因此可以看出，物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。而由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热的特点。物质不同，产生的热效果

4、也不同。水分子属极性分子,介电常数较人，其介质损耗因数也很人，对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波的吸收能力比水小得多。因此，对于食品来说，含水量的多少对微波加热效果影响很大。所以就有了微波炉……2、似光性和似声性：微波波长很短，比地球上的一般物体（如飞机，舰船，汽车建筑物等）尺寸相对要小得多，或在同一量级上。使得微波的特点与几何光学相似，即所谓的似光性。因此使用微波工作，能使电路元件尺寸减小；使系统更加紧凑；可以制成体积小，波束窄方向性很强，增益很高的天线系统，接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体方

5、位和距离，分析冃标特征，此为似光性。由于微波波长与物体（实验室中无线设备）的尺寸有相同的量级，使得微波的特点又与声波相似，即所谓的似声性。例如微波波导类似于声学中的传声筒;喇叭天线和缝隙天线类似与声学喇叭，萧与笛；微波谐振腔类似于声学共鸣腔3、非电离性：微波的量子能量还不够大，不足与改变物质分子的内部结构或破坏分子之间的键。再有物理学之道，分子原子核在外加电磁场的周期力作用下所呈现的许多共振现象都发生在微波范围，因而微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的研究手段。另一方面，利用这一特性，还可以制作许多微波器件。4、信息性：电磁波都具有携带大量信息的能

6、力，如光。由于微波频率很高，所以在不大的相对带宽下，其可用的频带很宽,可达数百甚至上千兆赫兹。这是低频无线电波无法比拟的。这意味着微波的信息容量大，所以现代多路通信系统，包括卫星通信系统，几乎无例外都是工作在微波波段。另外，微波信号还可以提供相位信息，极化信息，多普勒频率信息。这在目标检测，遥感冃标特征分析等应用中十分重要3、微波的热效应等微波的热效应就是微波的加热原理。它可以通过使物体原子振动摩擦而是物体内部产生热量，不过对于生物体也是有些作用的，甚至对血液循环造成了影响。当然微波还有非热效应，非热效应是指除热效应以外的其他效应，如电效应、磁效应及化学效应

7、等.在微波电磁场的作用下，生物体内的一些分子将会产生变形和振动，使细胞膜功能受到影响，使细胞膜内外液体的电状况发生变化，引起生物作用的改变,进而可影响中枢神经系统等•微波T扰生物电（如心电、脑电、肌电、神经传导电位、细胞活动膜电位等）的节律，会导致心脏活动、脑神经活动及内分泌活动等一系列障碍.对微波的非热效应，人们还了解的不很多.当生物体受强功率微波照射时，热效应是主要的（一般认为，功率密度在在10mW/cm2者多产生微热效应.且频率越高产生热效应的阈强度越低）；长期的低功率密度（1mW/cm2以下）微波辐射主要引起非热效应。此为微波所带来的对人体的主要危害

8、。当然通过这一点，人们如果合理并有效地加以使用就能很