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【电磁科普】几个重要的概念

2021-07-22 来源:核与辐射安全科普系列丛书之七—电磁辐射
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一、什么是电场

通俗的说,有电压存在就会产生电场,电压越大,产生的电场越大(见图1-6) 。

电场强度是表示电场强弱和方向的物理量,用图片表示,单位为伏每米(V/m)。

二、什么是磁场

通俗的说,有电流通过就会产生磁场,电流越大,产生的磁场越强(见图1-7)。

磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量,用图片表示,单位为特斯拉(T)。

三、什么是电磁场

变化的电场会产生磁场,变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场(见图1-8、图1-9)。

电磁场以波的形式传播,形成电磁波。电磁波看不见、摸不着,我们可以将电磁波想象成水波的样子。当我们向河中扔一块石子,水面上就会形成以石子入水处为中心、向四周传播的水波(见图1-10)。因为空气及物体对电磁波有吸收、反射的作用,电磁波在空间只能传播到有限范围。

四、什么是电磁辐射

我们知道,不断变化的电场和磁场会形成一个向空间传播的电磁波。从专业角度说,电磁辐射一般指频率在3kHz~300GHz的电磁波,是由变化的电场和变化的磁场相互作用而产生的一种能量流。广播电视、通信等信号的传输就是利用了电磁辐射的特性。

国标《电工术语 电磁兼容》(GBT4365-2003)中注释:“可将电磁感应引申包括在电磁辐射中”。所以,环境保护中的电磁辐射概念包括辐射和感应两方面。

五、什么是电磁波的频率和波长

物质在1秒内完成周期性变化的次数叫做频率,常用f表示,单位为赫兹(Hz)。波长通常是指相邻两个波峰或波谷之间的距离,常用λ表示,单位为米(m)(见图1-11、图1-12)。

六、什么是电磁波谱

按照电磁波的频率(或波长)把各种电磁波排列起来,称为电磁波谱(见图1-13)。

按频率从高到低排列,该波谱可以划分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波、工频电磁场等。尽管γ射线和X射线本质上都属于波长极短的电磁波,但它们属于电离辐射的范畴。

七、什么是功率密度

功率密度是垂直于传播方向上单位截面积上电磁波功率,用S表示,单位为瓦/平方米(W/㎡)。对于频率在30MHz以上的无线电波一般用功率密度来评价其在环境中的强度。

功率密度是衡量高频电磁场辐射强度的重要指标。

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