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电磁波的频率γ即电振荡电流的频率,但傍晚的太

发布时间:2019-10-02 09:31编辑:马后炮太湖钓叟字谜浏览(192)

    为什么早上和傍晚的太阳又大又圆,而中千的太阳小呢。 有兴趣的话,你仔细地观察一下初升的太阳和傍晚的太阳,再看看中午的太阳,就会发现,早上和傍晚的太阳又大又圆,中午的太阳小得多。 其主要原因就是早晨和傍晚的太阳光进入地球在大气层时折射效果特别明显,而中午直射的成分多,这就造成早晨和傍晚看到的太阳比实际大,且位置比实际的高。 另一个方面,太阳的大小并没有变化,而是人的视觉出了问题。视觉是这样形成的,物体发射出的光被人眼的水晶体成像于视网膜上,使感光细胞感光,然后由视神经将信息传送到大脑皮层,经过信息加工、处理后形成视觉。在一定程度上修改了原样。例如,同样大小的物体,黑色的比白色的显得小些,一幅画上的蓝天比建筑物显得远一些,诸如此类。总之,目标与背景的对比度,色彩的不同,色彩的衬度等都会程度不同地修改原样。看太阳也是这样,因为早晨,太阳初升,背景较暗淡,在暗背上的亮目标显得大些,再加上早晨的太阳是红色的,人们又以地物为参照物,因此早晨的太阳看起来又大又圆。傍晚的太阳显得大些也是这个道理,但傍晚的太阳显得扁些,这是由光的折射所致。而中午太阳悬天高照,又以天空为背景,没有另外的参照物,因而看起来显得小些。 这类现象在日常生活中也经常遇到。如胖人穿黑色或深色衣服会有瘦俏感;瘦人穿浅色服装才能显得丰满些;而胖人穿浅色服装会显得臃肿;瘦人穿深色服装显得更瘦俏……,如果你注意到视觉的这一特点,会使你的生活更美好。

    一.研究“土电话” 你可能早就玩过“土电话”了:用粗棉线栓上两个纸盒,一人对着纸盒讲话,另一人把纸盒贴在耳朵上。就听到了声音。 声波怎样在绷紧了的棉线里传播呢?我们不妨改进一下“土电话”的实验,研究一下那根棉线上的声波。 找一段小线,在线中间拴上一面小镜子,线的一端拴在椅子背框上(或者由一位同学拉住),线的另一端穿在一个较大的纸盒子上。拿住纸盒子,把线绷紧,让阳光照到镜子上,镜子的反射光线映到墙上。线绷紧之后,镜子稳定下来了,它反射出来的光斑也就不再晃动了。敲一下纸盒,纸盒发出了声响,与此同时你会看到,镜子反射出的光斑晃动了,它上下左右地摇晃着。 这个实验说明,声波在小线里传播时,出现了比较复杂的情况:拴着镜子的那一点既有上下振动(与声的传播方向垂直),又有前后振动(与声波的传播方向一致)。 我们再看一看长纸板传声的情况。 找一块长纸板,在纸板上放几小块纸屑或瓜子皮。敲纸板的一端,另一端听到了声音。同时观察小纸屑或瓜子皮,它们上下前后胡乱地移动着位量。 这个实验说明,固体表面传播声波时,也出现了复杂的情况。 1885年著名的英国物理学家瑞利在理论上指出,声波在固体表面传播时,会出现一种奇妙的表面声波。表面声波是在固体表面(即两种介质的交界面)上传播的声波,它既不同于横波也不同于纵波,而是两者的合成。1900年英国地震学家根据地震仪获得的记录,证实地震时地表面确实存在这种奇异的波,并且把它命名为瑞利波。表面声波有许多种,瑞利波只是表面声波的一种模式。 表面声波并不神秘,你把石头扔到水里,在听到声响的同时会看到水面上荡漾起一个接一个的波纹,那就是在水面上传播的一种表面声波。那水面就是两种介质的交界面。 尽管人类对声波的研究已经有几百年的历史,表面声波技术却是最近二十几年才兴起的。1965年美国科学家怀特发明了一种仪器叫“叉指换能器”,这种仪器可以使电信号产生表面声波,也能使表面声波产生电信号。从此,表面声波技术就在电视广播、通讯、雷达、电子计算机等各项技术中大显身手了。 二.“土电报”传信息 找一根长木棍,一位同学用针尖轻轻地刮木棍的一头,刮木棍的沙沙声连他自己都听不清。另一位同学在木棍的另一头,把耳朵紧贴木棍,却能听到他拍来的“电报”。 一个人在楼下轻轻刮自来水管,另外的人在几层楼上,只要把耳朵贴在水管上,就能听到“土电报”。 用空心塑料管做这个实验,可以得到同样的效果。 这几个实验说明:棍棒、充满液体和充满气体的管子,都能把微弱的声音从一端送到另一端。这是为什么呢。 我们知道,一个电铃发出的声波,在近处听起来很响,到远处就不那么响了,再远就没有声音了。这是因为声波在空气中向四面八方传播的过程中,声源辐射出的能量不断分散,声强越来越小的缘故。 在木棍、水管或充满空气的管子里,声波主要沿着这些东西跑,声能不会大量地向四面八方扩散,传到较远的地方仍能保持一定的声强,声音听起来仍然比较清楚。这就是“土电报”的奥秘。 “土电报”的原理用处很广。有经验的工人往往用一根木棍或改锥去探听机器运转是否正常,找到发生故障的部位;石油工人要了解油管里的动静,常常用类似的办法倾听油管里的声息;医生也常常用听病人内脏声息的办法来判断病情,这就是“听诊”。两千多年前的医生就懂得了“听诊”,不过,那时是把耳朵直接靠在病人的身上去听。 听诊器是1816年法国医生兰尼克发明的,他发明听诊器,是看到孩子们的游戏之后想出来的。兰尼克的听诊器就是一根用纸做成的圆筒。我们也可以做个简易的听诊器听听自己的心音: 找一只漏斗和一根软塑料管,把塑料管的一端套在漏斗的嘴上,把另一端塞到耳朵里。你把漏斗扣到一位同学的胸部,就能听到心音。要是把漏斗扣到桌面上,漏斗里边放块手表,你会听到很强的滴嗒声。 现代听诊器是由耳具、皮管和胸具三个部分组成的。胸具的作用和你做实验时的漏斗很类似,它用来搜集声波;皮管是传播声波的;耳具的作用则是把声波送进耳朵。一百多年来,听诊器一直是医生的助手,帮助医生挽救了不计其数的生命。但是,传统的听诊器的音量不能调节,不利于会诊和听诊教学。 1981年12月,在“北京地区科技成果交流交易会”上,有一件小小的展品吸引了许多 观众。它的高是6.5厘米,直径是4.7厘米,总重量才150克,上边连着医生听诊器的耳具——这就是我国科技工作者研制成功的小型电子听诊器。它由传感器、放大器和电听筒等部分组成。电听筒包括耳机和耳具,耳机经过一个特制的转接器与传统听诊器的耳具接通。转接器上有三个插头,可供三位医生同时听诊。一家医院应用这种电子听诊器之后,分辨出了用传统听诊器不能确定的杂音。科学工作者正在研究给电子听诊器配备一套自动记录、示波和运算设备,并把听诊数据输入电子计算机,那时我国的听诊技术就将面目一新了。 现代电子技术也武装了工程听诊装置,出现了“电子工程听诊器”,用来听取机器上各种零件的振动声、轴的振摆声以及气流的振动。使用时只要梢加调整,就能简便迅速地测定机器的技术状态,甚至可以确定轴承的磨损程度。

    在电磁学里,电磁场(electromagnetic field)是一种由带电物体产生的一种物理场。处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。电磁场与带电物体之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述。

    夜明珠是什么物质,又何以能发光呢?中国宝玉石协会的专家,对深圳夜明珠进行了鉴定,夜明珠是一种萤石矿物,发光原因是与它含有稀土元素有关,是矿物内有关的电子移动所致。当矿物内的电子在外界能量的刺激下,由低能状态进入高能状态,当外界能量刺激停止时,电子又由高能状态转入低能状态,这个过程就会发光。稀土元素进入到萤石晶格,在日光灯照射后可发光几十小时,白天照上都在发光,白天看不见,晚上就看到了。萤石雕琢成珍珠者即叫夜明珠,雕成玉板者叫夜交璧。因此,能发光的夜明珠不是珠贝蚌所产的珍珠。 茫茫宇宙,无奇不有,夜明珠之谜,也是一,桩千古疑案。自古至今,历代人们常以爱慕、惊异、迷惑不解的心情,对夜明珠津津乐道。古代一些文学作品和民间的一些传说,往往给夜明珠涂抹上一层又一层神秘色彩,编造出一个又一个扣人心弦的神话故事。例如,有个神话,传说夜明珠能把“龙官照得如同白昼… 夜明珠在我国古代民间又名叫“夜光壁”、夜光石”、“放光石”,相传是世界上极为罕见的夜间能发出强烈光芒的奇宝。英国著名学者李约瑟在其巨著《中国科学技术史》中记载,古代中国人喜爱叙利亚产的夜明珠,它别名为“孔雀暖玉”。据说,印度一些人把夜明珠称为“蛇眼石”。据日本宝石学家玲木敏于1916年在他编纂的《宝石志》中记载,日本的夜明珠是一种特殊的红色水晶,被誉为“神圣的宝石”。 1900年,英、法、日、俄、德、美、意、奥8个帝国主义国家合伙拼凑的“八国联军”,从天津向北京侵犯,慈禧太后挟光绪皇帝从北京逃往西安,宣布实行“量中华之物力,结与国之欢心”的卖国政策,与侵略者签订了屈辱的“辛五条约”。据说,慈禧太后为了博得侵略者的欢心,将自己珍藏的4颗夜明殊作为信物,派遣一个小宫女送给侵略者。这个小宫女有爱国主义思想,不愿把奇主送给外国者,她非常气愤地暗藏宝物人民间,当时谁也不知道她的去向,成为近代一大悬案。过了几十年后,在西安发现了4颗明珠,经郭沫若同志考证,这正是失踪了几十年之久的慈棺大后珍藏过的4颗夜明珠。据报上发表的消息说,把这4颗明殊放在抽屉里,“晚上进屋未开灯,一拉抽屉即见满屋放出耀眼的白光。”物以稀为贵。夜明珠本从矿石中采集而得,但它在地球上的分布是极为稀少的,开采也很困难,故此这显得格外珍贵。一些古描写它具有“侧而视之色碧;正面视之色白”的奇异闪光。据说,在古代希腊罗马,个别帝王把它镶嵌在宫殿上或者戴在皇冠上,有的皇后、公主把它装饰在首饰上或者放在卧室里,以它作为国宝加以宣扬和赞美。 夜明珠究竟是一种什么样性质的奇宝?古今中外的说法颇不一致。据一些专家考证,夜明珠并不是象某些人所吹嘘的那样神秘,而是几种特殊的矿物或岩石,经过人们加工后才变成圆珠形。夜明珠发出的光,并不象神话中传说的那样能把“龙宫照得如同白昼”。发光强度较大的夜明珠,在黑暗中,人们在距离它半英尺的地方,能清清楚楚地观看印刷品。 报刊上报道说,工程师霍永锵、肖铭林二位同志于1982年在广东某钨矿床,发现了夜间自行发光的萤石,这些萤石五菜缤纷:浅绿的、深紫的、浅蓝的、浅棕的以及各种叫不出色彩的斑谰萤石,其中唯独浅棕色萤石在黑暗的夜晚里发光,相距2、3米远仍清晰可见美丽的夜光,靠近时,可惜助其光亮分辨出报纸上有字与元字部分。尔后又发现,发光黄石在紫外线照射下,变成淡绿色萤光,未经照射的萤石则发出浅蓝、浅紫到深紫色夜光。霍永骼、肖铭林二位同志这次收集到的会发光的萤石颗粒较小,只有5至6毫米,颗粒尚不够理想,要获得可制成大颗粒圆珠的矿物还有待今后继续寻找。虽然这次发现的夜间自行发光的萤石还不是古代的传说的夜明珠,但却为今后寻找夜明殊这一极罕见的无价之宝提供了重要线索。 为什么夜明珠在夜间会发出强烈而又绮丽的亮光呢?对此众说纷坛。一些宝石学家认为,因为在夜明珠的萤石成分中混人了硫化砷,钻石中混人了碳氢化合物。白天,这两种物质能发生“激化”,到晚上再释放出能量,变成美丽的夜光,并且能在一定的时间内持续发光,甚至永久发光。以上只是一部分专家的看法,不一定全面、准确。夜明珠还有许多奥秘,至今还没有被专家们了解。据说,有一种叫做水晶夜明珠的,能发出“火焰”般的夜光,但其中的发光物质究竟是什么?至今还不太清楚。总之,夜明珠至今仍是尚未彻底揭开的一个千古奇谜。

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    随时间变化着的电磁场(electromagncfic field)。时变电磁场与静态的电场和磁场有显著的差别,出现一些由于时变而产生的效应。这些效应有重要的应用,并推动了电工技术的发展。

    电磁波是电磁场的一种运动形态。然而,在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部反回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去。电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波。波长越长的地面波,其衰减也越少。电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。中波或短波等空中波则是靠围绕地球的电离层与地面的反复反射而传播(电离层在离地面50~400公里之间)。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。其速度等于光速(每秒3×1010厘米)。光波就是电磁波,无线电波也有和光波同样的特性,如当它通过不同介质时,也会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。在空间传播的电磁波,距离最近的电场强度方向相同和量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长。电磁波的频率γ即电振荡电流的频率,无线电广播中用的单位是千赫,速度是c。根据λγ=c,求出λ=c/γ。

    电可以生成磁,磁也能带来电,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,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,所以电磁波也常称为电波。1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。

    1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是工频电磁波、无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及r射线。

    有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。随时间变化的电场产生磁场,随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起,也可由强弱变化的电流引起,不论原因如何,电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物,具有能量和动量,是物质存在的一种形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。

    人们很早就接触到电和磁的现象,并知道磁棒有南北两极。在18世纪,发现电荷有两种:正电荷和负电荷。不论是电荷还是磁极都是同性相斥,异性相吸,作用力的方向在电荷之间或磁极之间的连接线上,力的大小和它们之间的距离的平方成反比。在这两点上和万有引力很相似。18世纪末发现电荷能够流动,这就是电流。但长期以来,人们只是发现了电和磁的现象,并没有发现电和磁之间的联系。

    19世纪前期,奥斯特发现电流可以使小磁针偏转。而后安培发现作用力的方向和电流的方向,以及磁针到通过电流的导线的垂直线方向相互垂直。不久之后,法拉第又发现,当磁棒插入导线圈时,导线圈中就产生电流。这些实验表明,在电和磁之间存在着密切的联系。在电和磁之间的联系被发现以后,人们认识到电磁力的性质在一些方面同万有引力相似,另一些方面却又有差别。为此法拉第引进了力线的概念,认为电流产生围绕着导线的磁力线,电荷向各个方向产生电力线,并在此基础上产生了电磁场的概念。

    人们认识到,电磁场是物质存在的一种特殊形式。电荷在其周围产生电场,这个电场又以力作用于其他电荷。磁体和电流在其周围产生磁场,而这个磁场又以力作用于其他磁体和内部有电流的物体。电磁场也具有能量和动量,是传递电磁力的媒介,它弥漫于整个空间。

    19世纪下半叶,麦克斯韦总结了宏观电磁现象的规律,并引进位移电流的概念。这个概念的核心思想是:变化着的电场能产生磁场;变化着的磁场也能产生电场。在此基础上他提出了一组偏微分方程来表达电磁现象的基本规律。这套方程称为麦克斯韦方程组,是经典电磁学的基本方程。麦克斯韦的电磁理论预言了电磁波的存在,其传播速度等于光速,这一预言后来为赫兹的实验所证实。于是人们认识到麦克斯韦的电磁理论正确地反映了宏观电磁现象的规律,肯定了光也是一种电磁波。由于电磁场能够以力作用于带电粒子,一个运动中的带电粒子既受到电场的力,也受到磁场的力,洛伦兹把运动电荷所受到的电磁场的作用力归结为一个公式,人们就称这个力为洛伦茨力。描述电磁场基本规律的麦克斯韦方程组和洛伦茨力就构成了经典电动力学的基础。

    在奥斯特电流磁效应实验及其他一系列实验的启发下,安培认识到磁现象的本质是电流 ,把涉及电流、磁体的各种相互作用归结为电流之间的相互作用,提出了寻找电流元相互作用规律的基本问题。为了克服孤立电流元无法直接测量的困难,安培精心设计了4个示零实验并伴以缜密的理论分析,得出了结果。但由于安培对电磁作用持超距作用观念,曾在理论分析中强加了两电流元之间作用力沿连线的假设,期望遵守牛顿第三定律,使结论有误。上述公式是抛弃错误的作用力沿连线的假设,经修正后的结果。应按近距作用观点理解为,电流元产生磁场,磁场对其中的另一电流元施以作用力。

    马后炮太湖钓叟字谜 1电流磁场

    通过直线电流的磁场和通电螺线管的磁场的实验,认识带电导体周围存在着磁场,并进一步认识和检验安培右手螺旋定则。

    专用电源(低电压、短时间大电流),粗铜线小磁针(J2406型,一组10个),硬纸板(20厘米×20厘米),方座支架,铅笔,带硬纸板(15厘米×20厘米)的螺线管,导线2根,细铁粉。

    一、直线电流的磁场

    1.将30毫米长的粗钢线穿过20厘米见方的硬纸板的中心。

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