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计算匀变速运动中某点瞬时速度；
由匀变速运动物体在某段位移的平均速度等于物体在该段位移中点时刻的瞬时速度；
即 V（n）=〔s(n)+s(n+1)〕/2t s(n)指第N-1个计时点到第N个计时点的位移,s(n+1）指第N个计时点到第N+1个计时点的位移?〔s(n)+s(n+1)〕指第N-1个计时点到第N+1个计时点的位移.(即把要求的点包括在了他们中间即N处) ,t指发生两个相邻计数点(N-1到N,N到N+1)之间的时间间隔.2T就是时间间隔总和
计算匀变速运动的加速度：
（1）、理想纸带的加速度计算：由于理想纸带描述的相邻两个计数点间的距离之差完全相等,即 有：S2-S1=S3-S2=…=S(n)-S(n-1)=△S=aT*T；故其加速度 a=△S/(T*T)
(2)、实际的实验纸带加速度计算：由于实验过程中存在一定的误差,导致各相邻两个计数点间的距离之差不完全相等,为减小计算加速度时产生的偶然误差,采用隔位分析法计算,可以减小运算量,方法是,用S1,S2,S3.表示相邻计数点的距离,两计数点间的时间间隔为T。
根据=aT*T有 S4-S1=(S4-S3)+(S3-S2)+(S2-S1)=3a1T*T 同理S5-S2=S6-S3=3a2T*T 求出a1=(S4-S1)/3T*T a2=(S5-S2)/3T*T a3=(S6-S3)/3T*T 再求平均值计算加速度 ：a=(a1+a2+a3)/3
参考一下实验报告吧，那样做下来就很详细了的。
计算匀变速运动中某点瞬时速度；由匀变速运动物体在某段位移的平均速度等于物体在该段位移中点时刻的瞬时速度；即 V（n）=〔s(n)+s(n+1)〕/2t s(n)指第N-1个计时点到第N个计时点的位移,s(n+1）指第N个计时点到第N+1个计时点的位移?〔s(n)+s(n+1)〕指第N-1个计时点到第N+1个计时点的位移.(即把要求的点包括在了他们中间即N处) ,t指发生两个相邻计数点(N-1到N,N到N+1)之间的时间间隔.2T就是时间间隔总和4、计算匀变速运动的加速度：（1）、理想纸带的加速度计算：由于理想纸带描述的相邻两个计数点间的距离之差完全相等,即 有：S2-S1=S3-S2=…=S(n)-S(n-1)=△S=aT*T；故其加速度 a=△S/(T*T) (2)、实际的实验纸带加速度计算：由于实验过程中存在一定的误差,导致各相邻两个计数点间的距离之差不完全相等,为减小计算加速度时产生的偶然误差,采用隔位分析法计算,可以减小运算量,方法是,用S1,S2,S3.表示相邻计数点的距离,两计数点间的时间间隔为T,根据=aT*T有 S4-S1=(S4-S3)+(S3-S2)+(S2-S1)=3a1T*T 同理S5-S2=S6-S3=3a2T*T 求出a1=(S4-S1)/3T*T a2=(S5-S2)/3T*T a3=(S6-S3)/3T*T 再求平均值计算加速度 ：a=(a1+a2+a3)/3
实验报告一、原理 电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,其工作电压是4~6V,电源的频率是50Hz,它每隔打一次点. 电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器,使用220V交流电压,当频率为50Hz时,它每隔打一次点,电火花计时器工作时,指导运动所受到的阻力比较小,它比电磁打点计时器实验误差小. 如果运动物体带动的纸带通过打点计时器,在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间,纸带上的点也相应的表示出了运动物体在不同时刻的位置.研究纸带上的各点间的间隔,就可分析物体的运动状况.二、实验过程1.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面 2.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一侧,并联好电路 3.把一条细绳栓在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码. 4.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 5.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动 6.断开电源,取出纸带 7.换上新的纸带,再重做两次三、实验数据及计算公式 打点计时器测加速度中的公式v=〔s(n)+s(n+1)〕/2t s(n)指第N-1个计时点到第N个计时点的位移,s(n+1）指第N个计时点到第N+1个计时点的位移?〔s(n)+s(n+1)〕指第N-1个计时点到第N+1个计时点的位移.(即把要求的点包括在了他们中间即N处) t指发生两个相拧计数点(N-1到N,N到N+1)之间的时间间隔.2T就是时间间隔总和 他们求得的就是这段位移的平均速度,即可以近似看做N(要求的点)点的瞬时速度 相邻两个计数点间的距离为S1,S2,S3.两计数点间的时间间隔为T,根据△S=aT*T有 S4-S3=(S4-S3)+(S3-S2)+(S2-S1)=3aT*T 同理S5-S2=S6-S3=3aT*T 求出a1=(S4-S1)/3T*T a2=(S5-S2)/3T*T a3=(S6-S3)/3T*T 再求平均值 四、实验总结 1.打点计时器使用的电源是交流电源,电磁打点计时器电压是4~6V；电火花打点计时器电压是220V. 2.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇到打出的是小横线,应调整振针距复写纸片的高度,使之大一点. 3.复写纸不要装反,每打完一条纸带,应调整一下复写纸的位置,若还不够清晰,考虑更换复写纸. 4.使用打点计时器,应先接通电源,待打点计时器稳定后再放开纸带. 5.使用电火花计时器时,还应注意把两条白纸带正确穿好,墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用打点计时器时,应让纸带通过限位孔,压在复写纸下面. 6.处理纸带数据时,密集点的位移差值测量起来误差大,应舍去；一般以五个点为一个计数点. 7.描点作图时,应把尽量多的点连在一条直线（或曲线）上不能连在线上的点应分居在线的两侧. 8.打点器不能长时间连续工作.摘自
毕业论文 (设计)指导书（适用于2007届电子信息工程、计算机控制专业）目 录毕业论文（设计）任务书一．毕业论文（设计）的目的和任务二．毕业论文（设计）的程序和步骤三．毕业论文（设计）的结构与要求四．毕业论文（设计）的指导工作及对学生的要求五．毕业论文（设计）与答辩的时间安排六．毕业论文（设计）成绩的评定七．毕业论文（设计）参考选题八．附件山东水利职业学院 信息工程系2007届学生毕业设计(论文)任务书指导教师 职 称 需要学生人数及专业课题名称课题内容及意义对学生的要求进度安排参考文献备注：学生分为计算机应用、电子信息、网络技术、计算机控制等专业。一．毕业论文（设计）的目的和任务根据国家教育部的要求，高等学校毕业生在毕业前要进行撰写论文或进行毕业设计（统称毕业环节），这是高等教育不可或缺的一个重要环节。毕业环节注重理论与实践相结合，将课堂学到的知识与实际工作中的问题结合起来，培养学生解决实际问题的能力，同时也增强了学生适应实际工作的能力，是迈向实际工作岗位前的一次重要演练。通过毕业论文（设计），使学生运用所学的软、硬件知识，独立分析解决计算机应用的实际问题，掌握应用软件开发的基本模式和步骤，以达到将理论知识学以致用、融会贯通的目的。学生论文（设计）要完成的任务是：1．根据所选毕业论文（设计）的题目，到各有关单位进行现场实习和调研，搜集并整理有关资料、文献。2．根据实习和调研所掌握的资料，对论文（设计）题目中所涉及的问题进行分析论证，提出见解，编写应用程序，最终完成论文（设计）。二．毕业实习与论文（设计）的程序和步骤：毕业论文（设计）的工作大致可分为如下阶段：（一）选题阶段根据给出的论文题，按自身的理解和对题目的熟悉程度，填报论文题目，学生也可自行选择未给出的论文题。学生须明确所选题目的要求及深度。学校根据学生填报的毕业论文（设计）志愿，在综合评定后，最终确定学生的论文题目，并指定指导教师。自选题须经指导教师认证。（二）撰写论文阶段在教师的指导下，对所选题目目前的状况及用户的要求进行需求分析，提出解决方案，画出系统流程图，编写程序，进行上机调试，最终完成论文（设计）。（三）毕业答辩阶段学生按期做完毕业论文（设计）后，交给指导教师审阅，教师要写出审阅意见，并在论文上签字。在没有特殊情况下，学生均须进行毕业答辩。答辩按以下程序进行：1．学生向答辩委员会报告本人论文的主要内容；2．答辩委员会和参加老师对论文提出问题；3．学生对所提问题进行答辩；4．答辩委员会给出答辩成绩。三．毕业论文（设计）的结构与要求◆毕业论文或毕业设计报告字数不少于12000字◆毕业论文（设计）任务书◆目录◆中文摘要◆英文摘要（Abstract）（可选）◆前言：本课题研究的意义、国内外相关课题的状况介绍等。◆系统的需求分析：系统需求、本课题任务及目的等。◆系统开发工具：本课题使用的软件工具介绍等。◆系统设计与开发：本课题程序结构、数据结构、算法、系统开发流程、主要模块及其原程序注释、遇到的问题及解决方案等。◆代码调试与系统测试：应用程序测试、系统测试等。◆总结：系统的功能、使用说明、存在的问题、收获和体会等。◆附录◆参考文献四、毕业论文（设计）的指导工作及对学生的要求（一）指导教师的主要工作指导学生拟定论文进度，布置给学生应完成的工作并检查其执行情况，每周至少半天时间对所带学生进行指导。引导学生拟定论文提纲，帮助学生分析论文所涉及的问题，对方案的可行性、流程的正确性、程序的严谨性等进行审查，并提出意见，做好论文的审阅和学生的释疑工作。（二）对学生的要求1、拟定个人工作计划，搜集、阅读、分析、整理有关资料；2、复习有关专业理论及编程需用的程序语言，做好实习、撰写论文准备工作。3、在毕业环节过程中，要严肃认真，积极主动，独立思考，努力钻研。对论文内容要充分理解和把握，要有自己的独立见解，不应简单抄袭资料。做好答辩的准备工作。4、遵守实习、劳动纪律，注意安全。服从教师指导，虚心向实习单位的工作按质、按量、按期完成毕业论文。五．毕业论文（设计）与答辩的时间安排序号 专业名称 毕业设计时间 备注1 电子信息专业（04级普通、对口） 第10周～第18周()2 计算机控制及应用专业（04级普通） 第10周～第18周()答辩时间另行通知。以上时间如有变化，会及时通知。六．毕业论文（设计）成绩的评定毕业论文的成绩分为：优、良、中、及格、不及格五级。毕业论文的成绩将综合考虑毕业环节个人表现、论文水平及毕业答辩的情况。七．毕业论文（设计）参考选题设计题目一 三相异步电动机转速控制系统1、 任务设计一个小型计算机控制系统，控制三相异步电动机的转速。要求在一定范围内电机转速保持在设定转速上。2、要求(1)、电机转速控制范围为0-1200RPM。（2）、要求设置相应的按钮使用户能够设置电机转速、算法参数大小以及电机的启动和停止等。（3）、电机控制算法可以采用PID算法、模糊控制算法、模糊PID控制算法等。（4）、电动机的转速调整通过晶闸管调压模块调整加到三相交流异步电动机的电压来实现。（5）、要求在系统处于稳定状态时，系统的设置值与实际输转速之间的误差（即稳态误差）控制在15%以内。设计题目二 电烤箱温度控制系统1、任务设计一个电烤箱温度控制系统，要求在一定范围内电烤箱温度保持在设定温度上。2、要求(1)、温度范围为0-200℃。（2）、温度值、控制参数等可以手动设置并能显示设定温度、实际温度、控制参数等（3）、系统的启动和停止等操作可以通过键盘控制。（4）、温度控制精度要求在正负5℃。设计题目三 自动往返小车的设计1、任务设计制作一款具有智能判断自动往返功能的小车，能沿设定轨道自动往返。路长20厘米，并在路的两边贴有黑线轨道，路中间贴有数片铁片，路两头有路障。2、要求（1）、能在路两头自动往返行驶（2）、寻迹功能（按路面的黑色轨道行驶）。（3）、检测路面所放置的铁片的个数的功能。（4）、计算并显示所走的路程和行走的时间，并可发声发光。设计题目五、自动水温控制系统1、任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。2、要求（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。（3）用十进制数码管显示水的实际温度。设计题目六、数字式工频有效值多用表1、任务设计并制作一个能同时对一路工频交流电（频率波动范围为50 ±1Hz、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。参见附图。2、要求（1）测量功能及量程范围a、 交流电压：0～500V；c、 有功功率：0～25kW；d、 无功功率：0～25kvar；e、 功率因数（有功功率/视在功率）：0～1 。为便于本试题的设计与制作，设定待测0～500V的交流电压、0～50A的交流电流均已经相应的变换器转换为0～5V的交流电压。（2）准确度a、 显示为 位（～），有过量程指示；b、 交流电压和交流电流：±（％读数＋5个字），例：当被测电压为300V时，读数误差应小于±（％×300V＋）＝± ；c、 有功功率和无功功率：±（％读数＋8个字）；d、 功率因数：± 。（3）功能选择：用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示设计题目七、液体点滴速度监控装置1、任务设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置，示意图如右图所示。2、要求（1）在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。（2）通过改变h2控制点滴速度，如右图所示；也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为20~150(滴/分)，控制误差范围为设定值 ±10% ±1滴。（3）调整时间≤3分钟（从改变设定值起到点滴速度基本稳定，能人工读出数据为止）。（4）当h1降到警戒值（2~3cm）时，能发出报警信号。3、说明（1）、控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。（2）、储液瓶用医用250毫升注射液玻璃瓶（瓶中为无色透明液体）。（3）、受液瓶用升的饮料瓶。（4）、 点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器（滴管滴出20点蒸馏水相当于1ml±）。（5）、赛区测试时，仅提供医用移动式点滴支架，其高度约，也可自带支架；测试所需其它设备自备。（6）、滴速夹在测试开始后不允许调节。（7）、发挥部分第（2）项从站功能中，c中的“异常情况”自行确定。设计题目八、自动控制升降旗系统1. 任务设计一个自动控制升降旗系统，该系统能够自动控制升旗和降旗，升旗时，在旗杆的最高端自动停止；降旗时，在最低端自动停止。自动控制升降旗系统的机械模型如图所示。旗帜的升降由电动机驱动，该系统有两个控制按键，一个是上升键，一个是下降键。2. 要求（1）、按下上升按键后，国旗匀速上升；上升到最高端时自动停止上升；按下下降按键后，国旗匀速下降，下降到最低端时自动停止。（2）、能在指定的位置上自动停止。（3）、为避免误动作，国旗在最高端时，按上升键不起作用；国旗在最低端时，按下降键不起作用。（4）、升降旗的时间均为43秒钟，与国歌的演奏时间相等。（5）数字即时显示旗帜所在的高度，以厘米为单位，误差不大于2厘米。附件一：山东水利职业学院 信息工程系毕业论文（设计）撰写规范一、论文印装（一）装订要求论文一律用A4（210mm279mm）标准大小的白纸打印并装订（左装订）成册。论文在打印时，要求纸的四周留足空白边缘，以便装订和批注。每页的上边距和左边距侧(订口)应分别留边25 mm，下边距和右边距(切口)应分别留边20 mm。（二）字体要求1. 论文标题： 小2宋体字，黑体；小标题1： 小3宋体字，黑体；小标题2： 4号宋体字，黑体；2. 正文标题： 参考（五）正文部分；3. 正 文： 小4宋体字；4. 参考文献： 5号宋体字；5. 英文摘要： 标题：小3， 正文：小4，字体 ：Times New Roman二、论文结构及要求毕业论文由以下部分组成：1.封面；2.毕业设计（论文）任务书；3.中文摘要；4.英文摘要；5.目录；6.正文；7.结论；8.致谢；9.参考文献；10.有关图纸(大于3#图幅时单独装订)。（一）封面及毕业设计（论文）任务书封面是论文的外表面，提供应有的信息，并起保护作用。封面上包括下列内容：1.论文题目，用三号宋体字标注在题目栏；2.论文的作者和指导教师；3.所属系（部、中心）、专业、年级、学号。论文封面（见附件八）。任务书由指导教师填写，经系（部、中心）或教研室主任签字后生效。（二）中英文摘要（中文在前，英文在后）及关键词摘要是论文内容的简要陈述，应尽量反映论文的主要信息，内容包括研究目的、方法、成果和结论，不含图表，不加注释，具有独立性和完整性。中文摘要一般为300 字左右，英文摘要应与中文摘要内容完全相同。“摘要”字样位置居中。关键词是为了满足文献标引或检索工作的需要而从论文中选取出的用以表示全文主题内容信息的词或词组。关键词包括主题和自由词：主题词是专门为文献的标引或检索，尽量从《汉语主题词表》中选用；自由词则是未规范化的即还未收入主题词表中的词或词组。每篇论文中应列出3～5个关键词，它们应能反映论文的主题内容。其中主题词应尽可能多一些，关键词作为论文的一个组成部分，列于摘要段之后。撰写要求有英文摘要的论文，还应列出与中文对应的英文关键词（Key words）。关键词排在摘要正文部分下方。（三）目录目录按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致。主要包括绪论、正文主体、结论、致谢、主要参考文献及附录等。（四）绪论1.绪论其目的是向读者交代本研究的来龙去脉，作用在于使读者对论文先有一个总体的了解。绪论要写得自然、概括、简洁、确切。2.绪论的内容有如下几项：（1）研究的目的、范围和背景。（2）理论依据、实验基础和研究方法。（3）预期的结果及其地位、作用和意义。（五）正文正文是论文的核心部分，论文的论点、论据和论证都在这里阐述，因此它要占主要篇幅。由于论文作者的研究工作涉及的学科、选题、研究对象和研究方法、工作进程、结果表达方式等差异很大，所以对正文中要写的内容不作统一规定；但总的思路和结构安排应当符合“提出论点，通过论据或数据对论点加以论证”这一共同的要求。正文必需客观真切、准确完备、合乎逻辑、层次分明。1.对正文主题的要求（1）主题新颖，研究、解决、创立需研究和解决的问题。（2）主题深刻，抓住问题的本质，揭示事物的主要矛盾，总结出事物存在、运动、变化和发展的客观规律。（3）主题集中，一篇论文只有一个中心，要使主题集中，凡于本文主题无关或关系不大的内容不应涉及，不过多阐述，否则会使问题繁杂，脉络不清，主题淡化。（4）主题鲜明，论文的中心思想地位突出，除了在论文的题目、摘要、前言、结论部分明确地点出主题外，在正文部分更要注意突出主题。2.对结构的要求论文撰写通行的题序层次大致有以下几种格式：第一种 第二种 第三种 第四种一、 第一章 第一章 1.（一） 一、 第一节 . （一） 一、 （1） 1. （一） （1）格式是保证文章结构清晰、纲目分明的编辑手段，撰写毕业论文可任选其中的一种格式，但所采用的格式必须符合上表规定，并前后统一，不得混杂使用。格式除题序层次外，还应包括分段、行距、字体和字号等。第一层次（章）题序和标题居中放置，其余各层次（节、条、款）题序和标题一律沿版面左侧边线顶格安排。第一层次（章）题序和标题距下文双倍行距。段落开始后缩两个字。行与行之间，段落和层次标题以及各段落之间均为单倍行距。第一层次（章）题序和标题用小三号宋体字，黑体。题序和标题之间空两个字，不加标点。第二层次（节）题序和标题用四号宋体字，黑体。第三层次（条）及以下各层次题序及标题一律用小四号宋体字，黑体。（六）结论结论即结束语、结语，是在理论分析和实验验证的基础上，通过严密的逻辑推理得出的有创造性、指导性、经验性的结果描述。结论作为单独一章排列，但标题前不加“第XXX章”字样。结论是整个论文的总结，应以简练的文字说明论文所做的工作，一般不超过两页。（七）致谢对指导教师和给予指导或协助完成毕业设计（论文）工作的组织和个人表示感谢。文字要简捷、实事求是，切忌浮夸和庸俗之词。（八）主要参考文献1.参考文献参考文献应是论文作者亲自考察过的对毕业论文有参考价值的文献。参考文献应具有权威性，要注意引用最新的文献。参考文献在整个论文中出现的次序用[1]、[2]、[3]……形式统一排序，依次列出。2.参考文献的表示格式为：著作：[序号]作者.译者.书名.版本.出版地：出版社，出版时间.引用部分起止页期刊：[序号]作者.译者.文章题目.期刊名.年份.卷号(期数). 引用部分起止页会议论文集：[序号]作者.译者.文章名.文集名 .会址.开会年.出版地：出版者.出版时间.引用部分起止页例：[1] 刘国均,陈绍业.图书馆目录.第1版.北京:高等教育出版社，1957[2] 傅秉义,陈运泰,祁贵中.地球物理学基础.北京:科学出版社，1958,447[3] 华罗庚,王元.论一致分布与近似分析.中国科学，1973（4）：339~357三、其他要求（一）表格论文的表格可以统一编序（如：表15），也可以逐章单独编序（如：表），采用哪种方式应和插图及公式的编序方式统一。表序必须连续，不得重复或跳跃。表格的结构应简洁。表格中各栏都应标注量和相应的单位。表格内数字须上下对齐，相邻栏内的数值相同时，不能用‘同上’、‘同左’和其它类似用词，应一一重新标注。表序和表题置于表格上方中间位置，无表题的表序置于表格的左上方或右上方（同一篇论文位置应一致）。（二）图插图要精选。图序可以连续编序（如 图52），也可以逐章单独编序（如 图），采用哪种方式应与表格、公式的编序方式统一，图序必须连续，不得重复或跳跃。仅有一图时，在图题前加‘附图’字样。毕业设计（论文）中的插图以及图中文字符号应打印，无法打印时一律用钢笔绘制和标出。由若干个分图组成的插图，分图用a,b,c,……标出。图序和图题置于图下方中间位置。（三）公式论文中重要的或者后文中须重新提及的公式应注序号并加圆括号，序号一律用阿拉伯数字连续编序（如：（45））或逐章编序（如（）），序号排在版面右侧，且距右边距离相等。公式与序号之间不加虚线。（四）数字用法公历世纪、年代、年、月、日、时间和各种计数、计量，均用阿拉伯数字。年份不能简写，如1999年不能写成99年。数值的有效数字应全部写出，如：；不能写作；2。（五）软件软件流程图和原程序清单要按软件文档格式附在论文后面。（六）工程图按国标规定装订图幅小于或等于3#图幅时应装订在论文内，大于3#图幅时按国标规定单独装订作为附图。（七）计量单位的定义和使用方法按国家计量局规定执行。（八）附录1.附录附录是论文主体的补充项目，为了体现整篇论文的完整性，写入正文又可能有损于论文的条理性、逻辑性和精炼性，这些材料可以写入附录段，但对于每一篇论文并不是必须的。2.附录大致包括如下一些材料：（1）比正文更为详尽的理论根据、研究方法和技术要点，建议可以阅读的参考文献的题录，对了解正文内容有用的补充信息等；（2）由于篇幅过长或取材于复制品而不宜写入正文的材料；（3）一般读者并非必要阅读，但对本专业同行很有参考价值的资料；（4）某些重要的原始数据、数学推导、计算程序、框图、结构图、统计表、计算机打印输出件等。（5）附录段置于参考文献表之后，附录中的插图、表格、公式、参考文献等的序号与正文分开，另行编制，如编为“图1”，“图2”；“表1”，“表3”；“式（1）”，“式2”；“文献[1]”，“文献[2]”等。四、毕业设计（论文）装订顺序（一）毕业设计（论文）封面（二）毕业设计（论文）任务书（三）中文摘要、关键词（四）英文摘要、关键词（五）目录（六） 正文（七） 附录（八） 封底
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大学生是祖国建设的栋梁之才，医学生既有大学生心理发展的共性，又因其自身的学科专业特点而具有职业定向的个性特征。下文是我为大家整理的关于大专医学生 毕业 论文的 范文 ，欢迎大家阅读参考! 大专医学生毕业论文篇1 浅谈红芪多糖的纯化及初步结构鉴定 论文摘要：目的研究红芪多糖的分离纯化及初步的结构。 方法 采用超声辅助提取多糖，比较 Sevag法、三氯乙酸法和三氯乙酸-正丁醇法脱蛋白的效果，并用 GC、TLC及 IR分析多糖的初步结构。结果三氯乙酸-正丁醇法脱蛋白，经 Sephadex G-25柱层析分离纯化后得红芪多糖2(HPS-2)，HPLC确定为均一多糖，糖含量为 ，糖组成分析表明其含有鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖，摩尔比为 .3∶.2∶∶∶2.。结论HPS-2是一种以 β苷键为主的吡喃型杂多糖。 论文关键词：红芪多糖; 薄层色谱; 结构鉴定 红芪(Radix Hedysari)，为豆科岩黄芪属植物多序岩黄芪Hedysarumpolybotrys 的干燥根，为甘肃特产名贵药材，在临床上主要用于补气固表， 利尿托毒， 排脓， 敛疮生肌。红芪中含有氨基酸、有机酸、β-谷甾醇、红芪多糖、微量元素等众多的生物活性物质[1]。近年来研究发现，红芪多糖的活性成分具有增强机体免疫力、抗肿瘤、抗衰老、治疗糖尿病等作用[1，2]。特别是我们近几年的研究发现，经 7%乙醇沉淀部分药理作用尤为明显。由于多糖为大分子化合物，分离纯化比较困难，而蛋白质的脱除是后期结构鉴定的关键之一，为了提高多糖的得率、纯度及活性，本实验对这部分多糖进行了脱蛋白方法的研究，结合TLC、GC、IR等方法对 HPS-2 的结构进行了初步的分析，以期为红芪多糖的进一步研究提供理论基础。 1 材料与仪器 红芪，购自甘肃武都;牛血清白蛋白、考马斯亮蓝 G-25(西安周鼎国生物技术有限责任公司);单糖对照品(中国药品生物制品检定所);Sephadex G-25(上海长征制药厂);硅胶 G(青岛海洋化工厂); 其它 试剂均为分析纯。 CR22G Ⅱ型离心机(日本日立);UV-17 型紫外仪(日本岛津);GC-Clarus 5型气相色谱仪(美国 PerkinElmer公司);红外光谱仪(Nicolet NEXUS 67);BS-1A 自动部分收集器、HL-2 恒流泵(上海沪西分析仪器厂有限公司);美国Waters6型高效液相色谱仪，配 Waters2414型示差折光检测器。 2 方法 红芪多糖的提取纯化路线其流程如下。 提取红芪药材→粉碎→超声脱脂→热水提取3次→合并提取液→减压浓缩后离心→取上清液→乙醇沉淀→有机溶剂洗剂→透析→减压浓缩→冷冻干燥得粗多糖 HPS。 纯化粗多糖液→脱蛋白、色素→Sephadex G-25柱层析→洗脱液透析→浓缩→冷冻干燥→精制红芪多糖 HPS-2。 蛋白质和多糖含量的测定蛋白质含量测定采用考马氏亮蓝法[3]，多糖含量采用苯酚-硫酸法[4]。 脱蛋白方法 称取一定量的粗多糖，加入适量蒸馏水，6℃加热溶解，备用。本实验采用 3种脱蛋白的方法。 Sevag法取粗多糖溶液，加入等体积的氯仿-正丁醇(V/V为 4∶1)试剂，混合振摇 3 min，离心除去沉淀，透析后醇沉，冷冻干燥，即得脱蛋白多糖。 三氯乙酸法取粗多糖溶液，加入多糖溶液体积 .1倍量的三氯乙酸，低温(4℃)剧烈振摇 3 min，离心除去沉淀，透析后醇沉，冷冻干燥，即得脱蛋白多糖。 三氯乙酸-正丁醇法 取粗多糖溶液，加入等体积的三氯乙酸-正丁醇(V/V为 1∶1)试剂，振荡 1 min，静置分层，收集下层水溶液，透析后醇沉，冷冻干燥，即得脱蛋白多糖。 红芪多糖的精制将一定量的脱蛋白多糖，溶解于适量蒸馏水中。过氧化氢除色素，减压浓缩，经醇沉、离心、冷冻干燥得红芪多糖1(HPS-1)，取适量的 HPS-1，蒸馏水溶解后，Sephadex G-25柱分离，蒸馏水洗脱，流速 .8 ml/min，每 3 ml收集1份，苯酚-硫酸法跟踪检测，绘制洗脱曲线，合并主峰流出液，减压浓缩至一定体积，冷冻干燥得 HPS-2。 纯度鉴定用 HPLC法，TSK-gel G25PW色谱柱，示差折光检测器，流动相为双蒸水，流速 1. ml/min，检测器温度35℃，样品浓度4 mg/ml，进样量5 μl。同时取该样品溶液在 2～4 nm范围内进行紫外扫描。 气相色谱参照文献[5]，多糖样品经彻底水解后制备糖腈乙酸酯衍生物，以单糖的糖腈乙酸酯衍生物为对照品进行 GC分析。色谱条件: OV-11毛细管柱(5 m×. 32 mm)，载气为N2 ，流速 5 ml/min，分流比 4∶1，FID氢火焰检测器，汽化室温度 25℃，检测器温度 28℃。程序升温:11℃(保持 5 min)→(5℃/min)→ 28 ℃(保持 2 min)。进样量 .4 μl。 薄层色谱[6]取 15mg HPS-2，三氟醋酸彻底水解，水解产物溶于 1 ml蒸馏水中，以标准单糖为对照，分别取样品水解液和单糖对照液在含磷酸二氢钠的硅胶G薄层板上点样，上行二次展开，展开剂: 醋酸乙酯∶冰醋酸∶甲醇∶水=12∶3∶3∶2(V/V);自然风干后显色，显色剂: 苯胺-邻苯二甲酸溶液，烘箱中 15 ℃加热 5～1 min显色。 红外光谱测定 取 2 mg HPS-3，KBr压片，测定红外光谱。 3 结果 脱蛋白方法的选择以蛋白脱除率和多糖损失率为指标，比较 Sevag法、三氯乙酸法和三氯乙酸-正丁醇法的脱蛋白效果(见图1)。Sevag法的多糖损失率最低，但脱蛋白率也最低;三氯乙酸-正丁醇法的脱蛋白率最高，多糖损失率最低;三氯乙酸法的脱蛋白率达 3%以上，但多糖损失最高。综合各方面的因素，本实验选取三氯乙酸-正丁醇法脱除红芪多糖中的蛋白质。 红芪多糖分离纯化红芪多糖经Sephadex G-25柱层析纯化分离的洗脱曲线(见图2)。仅出现 1个洗脱峰， 收集主峰， 透析， 浓缩，冷冻干燥， 得到 HPS-2。 纯度鉴定HPS-2的紫外扫描在 26～28nm处吸收峰消失，茚三酮反应呈阴性，说明样品中的蛋白质基本除尽，也无核酸存在;碘-碘化钾反应呈阴性，表明样品为非淀粉多糖;经 HPLC凝胶色谱后为单一对称峰。表明其为均一组分;苯酚-硫酸法测定 HPS-2的糖含量为 。 红芪多糖的结构分析 气相色谱分析 气相色谱分析(见图 3)。比较标准品和样品的保留时间，可见多糖 HPS- 2由鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖5种单糖组成。其摩尔组成比例为 .3∶.2∶∶∶2.。 薄层色谱分析HPS-2 经薄层色谱(见图 4)。检出半乳糖(Rf对=Rf样=.4)、葡萄糖(Rf对=Rf样=.3)、阿拉伯糖(Rf对=.2，Rf样=.19)、木糖(Rf对=Rf样=.62)和鼠李糖(Rf对=Rf样=.77)，其中木糖和鼠李糖含量较低，斑点不明显。这与气相色谱结果一致。 红外分析从IR谱图由图 5可见，HPS-2在 3 6～3 2 cm-1、3 ～2 8 cm-1和 1 4～1 2 cm-1处均具有多糖的特征吸收峰。1 154、1 8、1 24 cm-1处为 β-吡喃糖基的振动峰[7];898 cm-1为 β-糖苷键的吸收峰，82 cm-1处为 α-吡喃糖的吸收峰，说明多糖 HPS-2中存在 α和 β两种类型的苷键，并以吡喃型糖为主。 4 结论 本实验比较了3种脱蛋白方法，三氯乙酸-正丁醇法脱蛋白效果最好，脱除率达 ，多糖损失率少。利用葡聚糖凝胶 Sephadex G-25柱层析分离纯化红芪多糖得 HPS-2，经 HPLC及紫外扫描为均一多糖，不含蛋白质和核酸。 GC、TLC及 IR分析 HPS-2的糖基组成和结构为，主要由鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖5种单糖组成，其摩尔比为 .3∶.2∶∶∶2.，单糖主要为吡喃糖，异头碳以 β型为主，并有少量的 α型。这为红芪多糖的深入研究打下了理论基础，特别为其组成的快速分析提供了可靠的方法。 参考文献 [1]权菊香. 红芪的药理研究进展[J]. 时珍国药研究，1997，8(2):178. [2]金智生，汝亚琴. 中药红芪的实验研究进展[J].甘肃中医学院学报，23，2(4):52. [3]李知敏，王伯初，周 菁，等. 植物多糖提取液的几种脱蛋白方法的比较分析[J].重庆大学学报，24，27(8):57. [4]董 群，郑丽伊，方积年. 改良的苯酚-硫酸法测定多糖和寡糖含量的研究[J].中国药学杂志，1996，31:55. [5]康学军，曲见松. 白芷多糖中单糖组成的气相色谱分析[J].药物分析杂志，26，26(7):891. [6]张维杰.复合多糖生化研究技术[M].上海:上海科学技术出版社，1987:1. 大专医学生毕业论文篇2 试谈医学 教育 实践改革 摘要：医学教育主要是通过理论教学和实践教学来进行，通过理论知识的传授、临床技能和临床思维的训练，最终培养成能够解决病患疾苦的合格的医师。理论教学在整个培养过程中占据绝大部分时间，理论授课形式对学生吸引力不够，学生主动参与学习程度不够，实际解决问题能力不强，这些都影响了教学效果。因此，针对现阶段医学教育存在的问题，在医学教育中加强医学教育改革，减少理论授课时间，增加实践课教学时间，提高学生主观能动性，加强师生之间教学互动，进而提升学生学习的主动性和积极性，提高教学质量和教学效果，在真正意义上提升学生解决问题的能力。 关键词：医学教育;实践改革;探讨 医学专业学生的实践能力培养是我国医学教育的关键，也是最终目的。我国传统的医学教育存在重视理论知识的单一传授，忽视学生动手能力和解决实际问题能力培养的问题。随着医学事业的发展，现阶段的社会对医学生的培养提出了更高的要求，需要在医学教学中加强对学生实践能力的培养，在课程的设置上增加实践教学课时，减少不必要的理论授课时间。比如我国很多医科大学建设了医学技能培训中心，将医学教育中的理论教学、实践教学和技能培训进行结合，并相应配备了高技术的设备和计算机培训软件系统，在计算机软件的作用下将医学操作和人体模型进行结合，在很大程度上满足了医学发展对医学生培训的需求。 1现阶段医学教育的发展现状 伴随我国高等教育的扩招，我国高等教学实现了由精英化教育向大众化教育的转变。高等医学院校的招生人数不断增加，但与之相匹配的教育投入却没有按照一定比例增加，在扩招的影响下，加剧了学生人数增加与投入教育资源不足之间的矛盾。医学教育是培养学生诊断和治疗疾病的教育，是高投入的教育，医学实践教学对提升医学生的分析能力、实践能力和创新能力具有重要意义。但在扩招的情况下，医学教育面临师资力量、教学经费不足、教学场所不够等困境，使得医院的实践教学变得困难，情况不容乐观。 具体体现在以下几方面：第一，人才培养方案制定不合理，无法实现医学教育培养目标。医学教育不仅需要培养创新型人才，更需要培养能够在各级医疗卫生机构中从事大量诊疗工作的医师，只要这样才能解决患者看病难、看病贵的现实问题。但在实际的医学教育培养方案中，对学生实践能力的培养，即在处理病人过程中分析问题、解决问题的能力培养明显不足。学生理论知识丰富，动手能力差。 第二，招生人数急剧增加，但学校硬件和软件设施不能相应增加，无法取得优质的教学质量。由于大学教育由精英教育向大众化教育发展，以及部分经济利益的驱动，几乎每个大学都在扩招。这样的后果就是，学生人数迅猛增加，学校的软硬件设施没有相应增加，而招收的学生整体素质是下降的，能力参差不齐。扩招后的医学院校，由于在办学资金、师资力量以及教学设施上存在限制，导致在实际教学中不能完全采用小班式教学，而更多的是采用大班式的理论教学。大班理论教学效果自然不如小班教学。 人数的增加与学生整体素质的下降加之教学效果下降自然影响最终毕业学生的素质和能力。第三，医学院校附属医院实践条件受限，患者自我保护意识增强，学生实践机会减少。医学院校的附属医院都是大型医院，恰恰也是病人最多的医院，往往是一床难求，临床工作的医师往往超负荷工作，在指导临床实践的实习生的时间和精力上都受到严重影响，指导学生实践的效果自然受到影响。伴随社会发展，医疗环境发生了变化，病人自我保护意识增强，传统的和患者面对面的实践教学面临挑战，更多病人不愿意让学生动手检查和进行一些医学处置。所以，学生实践能力受到影响。而且由于扩招，最终在临床上实践的学生人数多，导致每个实践学生管理病人的数量减少，所见疾病种类也减少。 2医学教育实践教学改革的策略 制定合理的培养方案 医学院校既要培养创新型高素质人才，以期他们去探索未知的许多医学难题。也要培养更多实用型医技人才，大量的医疗卫生机构需要他们去充实力量，大量的患者需要医师去诊断和治疗，这是解决看病难、看病贵，大医院人满为患的根本。因此，要因人制宜地制定培养方案，不搞一刀切。 增加教育经费的投入 投入更多的教育经费，可以增加教师的数量，改善教师工作条件，提高教师教学能力。改善教学硬件设施，采用多媒体教学，采用更多小班教学，增加授课过程中教师与学生互动，变被动学习为主动参与，提高学生学习积极性。 压缩临床课程理论教学学时，增加实践课学时，改革学生成绩考核方式 临床课程理论教学属于被动教学，老师讲，学生听，学生觉得枯燥无味，学习积极性不高，课堂死气沉沉。学生喜欢实践性强的内容，喜欢更接近临床病人的内容。因此，增加临床课程实践教学学时等于提前进入临床实践。对影像专业核医学课程，我们的改革就是将20学时的理论学时压缩成14学时，实践学时由2学时增加到8学时。改革评价学生成绩的方式，将每次的作业、课堂纪律、考勤、期末考试成绩综合后作为本学期最终成绩。经过这些改革，学生学习积极性明显增强，自律性加强，学习效果越来越好，综合素质得到提高。 加强实验技能中心和附属医院的建设，充分发挥实践教学平台的作用，对实践过程进行严格规范 实践教学是培养和提升学生实践技能的根本，实验技能中心和附属医院就是虚拟实践和真实实践的两个平台。医学院校要从意识上重视医学实践的发展，为医学实践配置相应的教学设备，实行完善的设备管理 措施 ，加强对实践教学过程的规范。另外，有关人员还要加强对医学实践教学模拟软件的开发，将先进的技术和理念运用到医学教育实践中。还要加强对医学教育资金的投入，完善医学教学平台实践教学环节的建设。医学教学模式的选择要根据医学实践教学改革面临的问题进行建立，要重点突出模拟教学的地位，形成医学教学质量评价的标准，对医学实践的管理模式进行创新，对教育实践的过程进行优化。[1] 加强对实践教学的管理，完善相应的实践教学制度，加强实践教学质量的管控 针对原有重视理论课教学，忽视实践课教学问题，医学教学对原有的教学管理模式进行改革，强化实践教学制度的建设，加强对实验考核、实验设备以及实验消耗的管理。在实践课环节，要更多要求学生主动参与，分析医学问题。在加强对实践教学质量的管控方面做到以下几点： 第一，加强对实践教学计划的管理。根据人才培养的目标以及学生具备的知识、技能，制定适合的实践教学大纲。实验教学设计要结合具体的医学考试内容进行设计，建立一种不依附于理论教学的实验教学体系，加强对实验综合性、创新性的关注。 第二，加强对实践过程的管理。在实践教学中要按照严格的要求组织实验教学，特别是注意对学生独立分析和处理问题能力的培养。加强对实践教学的考核。[2]第三，加强对实践教学质量的检查。首先，要健全实验课的考核评定方法，将学生对实验课全过程的记录作为对其最终考核的标准之一。其次，建立实验听课制度，加强学生之间的相互学习。最后，定期在网上对学生进行实验教学评价调查，进而了解最新的实验教学状况。 3 总结 综上所述，伴随医学院的扩招以及社会发展对医学人才的需要，医学教育改革是医学教育发展的必然需要。培养具有实践技能的医学高级人才是一个系统工程，因此，如何培养一个符合社会需要的医学人才，需要各个医学院校进行不断的研究和探索。 参考文献： [1]裴冬梅,吴多芬.医学实践教学改革的新途径[J].现代教育管理,2009,(6):69-71. [2]赵申武.医学临床专业预防医学实践教学改革探讨[J].实用预防医学,2009,(1):293-294. 大专医学生毕业论文篇3 医学模拟教学在妇产科教学的应用 【摘要】探讨用单项基础技能训练、综合训练的模拟教学模式在本科生妇产科教学中的应用，以达到提高医学生临床基本技能操作能力和培训科学思维的目的。 【关键词】妇产科;实践教学;模拟教学 临床实践教学是医学生学习掌握基本操作技能、培养临床思维等能力的关键阶段[1，2]。妇产科的操作大多涉及患者的隐私，而医学模拟教育可以利用局部功能训练模型、模拟人、计算机虚拟模拟人，模拟临床真实环境作为教学铺助，达到提高学生临床基本操作技能和培训科学思维的目的。 1模拟教学在妇产科实践教学中的应用 医学本科生学习期间，要掌握基本的操作技能，如在妇产科，对患者子宫后穹窿的穿刺、输卵管通液术、上环术、下环术及产前检查等。可采用多元化示范为导向的模拟教学模式，用局部功能训练模型训练学生，使其有效率地掌握相应的临床操作技能[2]，熟练操作技巧[3]。示范教学是指教师与学生之间的互动性局部功能训练模型示范教学，该环节是以实验技能为主的操作教学，教师先通过微视频进行示范，让学生了解基本操作要求，再有选择的对一些重点、难点问题进行讲解并示范操作[4]。各小组选择代表先照样练习，掌握要领后再向组内同学讲解并在全班示范操作。学生在练习时，老师注意观察，对关键部分要提示学生注意，随时指出操作中的不足，并加以讲解。 要给出充足的实践操作时间，用于组内和组间的示范性交流，相互间进行评价，并可以拍摄视频，收集教学素材，用于以后的实验教学，活跃课堂的教学气氛。在示范性教学中，要充分发挥微课、慕课等新教学手段的优点，利用好信息化教学的优势。局部功能训练模型能给学生提供反复强化操作训练的机会，让学生能熟练操作技能。现有的高级综合模拟人拥有强大软件功能。 模拟人具有生理系统和功能体征系统，根据实践教学内容的要求，设置相应的参数，设计不同病情的“患者”，满足各层次的医学实践教学的需求。此类综合训练模拟教学提高了学生的学习兴趣和学习难度[5，6]。综合训练教学采用了启发式教学、案例教学、小组讨论式方法等多种 教学方法 。教师可以一星期前告知学生案例，学生事先做好预习准备。实验室模拟人连接监护仪、呼吸机、麻醉机，学生可对模拟人进行观察、做各种体格检查、采集数据，在最短的时间内做出综合分析和鉴别判断[4]，实施相应的临床诊治方案。教师根据学生的诊治表现给予指导和纠正错误，培训医学生的良好的临床思维，提升现代医学教学受训学生的教学质量。 2医学模拟教学的优点 妇科患者病种多样 学生可以通过模拟教学观察到多种妇科疾病，特别是临床上少见疾病的特征[6]，学生可直接进行体格检查和操作，熟悉各种妇科疾病患者的诊治。 通过模拟教学反复练习 学生在模型上重复练习[6]，能较好的掌握操作要点，直到技能熟练，如妇科患者子宫后穹窿穿刺术、诊刮术、会阴侧切缝合术等。 模拟教学安全性强 在带教教师的指导下直接在患者身上进行操作，如助产术，存在一定的安全隐患。病史采集不熟练及诊治时间急促，易引发患者不良情绪，可能触发医患矛盾。而模拟教学利用模拟系统直到学生进行练习，避免此类问题的发生[7，8]。在妇产科的本科生教学中，模拟教学创造了一个安全、贴近真实临床的教学环境，同时也必须认识到，模拟教学不能完全代替临床实践床旁教学。 参考文献 [1]邓贝贝.医学模拟教学:现代医学教育改革的必经之路[J].卫生教育，2015，21(34):85-86. 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生活中电磁辐射污染论文类的 供研究者使用生活中的电磁辐射污染及防范【摘 要】如今我们工作、生活在 E 时代,在你每天尽情享受科技带来的便捷 和舒适时,有没有想过,在不知不觉中频率不同的电磁波,在我们周围悄无声息地 构成了一种被称作“ 电子 雾”的浓重污染源,它看不到、听不到、嗅不到、摸 不到,神不知鬼不觉地任意穿透、 “切割”人的身体,如同“幽灵”一样,令人防不 胜防。生活中的电子产品种类十分众多,与我们的生活、工作关系非常密切,我们 与它们接触的时间又比较长,因此,这些电子产品所产生的电磁辐射对人体健康 的影响问题已经越来越受到人们的重视。 那么,什么是电磁辐射污染?它对人体作 用的机理有哪些?如何防范电磁辐射污染?【关键词】电磁辐射污染 电磁辐射污染机理 电磁辐射污染防范1831 年英国 科学 家法拉第应用电磁感应的方法,使磁场中的导体在一定 条件下产生了感应电流。 这是 19 世纪最伟大的发现之一,随即世界上第一座发电 站的建成标志着人类迈进了电磁辐射的应用时代。一百多年前,电磁辐射已经深 入到了人类生活的方方面面,当今更是进入了一个电磁辐射的高利用时代。 不过,科学历来都是一把双刃剑,时代的进步常常是要付出一定代价的,这种 二律背反的现象已经得到了 历史 的多次验证。 人们在充分享受电磁辐射带来的 方便舒适的同时,也日渐感受到了它的负面效应。如各类各类办公自动化设备、 移动通讯设备、 家用电器迅速进入我们的生活,提高了我们的工作效率,丰富了我 们的精神和物质生活。就在我们的生活前所未有的便捷的同时,我们所使用的高 科技产品所产生的电磁辐射,又成为继室内空气污染、放射性污染和噪音污染之 后的又一室内环境污染。特别是近些年来,国内外媒体上屡屡报道的有关电磁辐 射对人体有害,更是让人们感觉到了来自电磁辐射的威胁,以致于很多人一提起 它,就有一种莫名的痛恨和恐惧。1 电磁辐射污染: 所谓电磁辐射污染是指高压电、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发 射塔和电子仪器、医疗设备、自动化设备及微波炉、收音机、电视机、电脑、手 机等工作时产生的各种不同波长频率的电磁波。 人体如果长期暴露在超过安全的 电磁辐射剂量的电磁辐射下,细胞就会被杀伤或杀死。随着信息技术产品的不断 丰富,电磁辐射污染已经成为危害人们工作和生活的辐射污染的重要类型之一。 另一个方面,信息技术要依靠电磁波,而电磁波极容易被干扰和破坏,由此会带来 一些垃圾信息、有害信息的侵害,这也是电磁辐射污染的一个方面。电磁辐射会 造成所谓的“电磁污染”,人们也叫它电子“烟雾”或电子垃圾,即电磁辐射的强 度超过人体或环境所能承受的限度所产生的危害现象。它无色、无味、无形、无 踪,无任何感觉,可穿透包括人体在内的多种物质,无处不在,被科学家称为 “电子 垃圾”或“电子辐射污染”,有专家称这是继大气污染,水污染和噪音污染的第四 污染。2 电磁辐射对人体作用机理人体是导体,可以吸收电磁场的能量。 在电磁场的作用下,人体的分子会发生 取向排列,在分子排列过程中相互碰撞消耗磁场能而转化为内能,引起热效应。 电 磁场强度越大,则热效应越明显;电磁振荡频率越高,热效应越明显,即电磁辐射 对人体的作用:微波>超短波>短波>中波>长波。 而且干扰人体生物电信息的传递。 科学实验已表明,电磁辐射污染对人体的危害主要为两个方面——致热作用和非 致热作用。 致热作用致热作用是指电磁波穿透生物体表层,直接对肌体内部组织 “加热” (如同微波炉加热食品一样),即在高频电磁波作用下,物质的温度会发生改变。 高 频电磁波的致热作用会对生物体产生影响,从而对人体造成严重的伤害,导致乳 腺癌、阳痿、流产、胎儿畸形等疾病。 非致热作用非致热作用主要是指电磁波对人体植物神经系统的危害,造成心 悸、脱发、心动过缓、血压降低和妇女月经失调等疾病。有一个典型的实验是这 样做的:从鸡雏、猫的体内摘取出大脑皮质,用调制后的特高频、甚高频电磁波对 其进行照射,发现有钙离子析出。钙离子是生物体内信息传递、免疫系统工作和 细胞繁殖不可缺少的物质,它的浓度变化必然会对生物体产生影响。3 生活中电磁辐射污染的防范 现代 生活,处处离不开与 电子 设备打交道。能制造电磁辐射污染的污染 源无处不在,电脑、打印机、复印机、手提电话、无线电仪器等无不产生对身体 不利的电磁辐射波;与日常生活有关的如电视机、音响、洗衣机、电冰箱、空调、 微波炉等均能产生各种数量不等的电磁干扰,我们如何防护呢? 生活中怎样才能防止和减少室内电磁辐射污染呢? 中国 室内装饰协会室内 环境监测中心的专家提醒大家注意以下几点: 在购买电子产品是应注意证实该产品是否已经通过了 CCC 认证(国家对电子 电磁兼容性的安全认证);尽量减少对高辐射产品的使用;尽量使用低辐射的产品, 如低辐的电视机、微波炉、电脑等;尽量使用坐机拨打电话,少用手机拨打电话。 手机接通瞬间释放的电磁辐射最大,最好在铃声响过一两秒或两次铃声之间接听, 使用时头部和手机天线的距离尽量远一些。 有人说了,不买家电或是有也束之高阁不再用,污染不就没有或减少了嘛。 好 倒是好,可是要没了它们,咱们的生活就该倒退回从前的艰苦时代了。 恐怕没人愿 意放弃好生活而去过苦日子吧,多学几招防范措施才是现实可行之策。例如: 不要把家电摆放得过于集中,以免使自己暴露在超限量辐射的危险之中。特 别是一些易产生电磁波的家电,如电视、电脑、冰箱、收音机等,最好不要集中摆 放在卧室里。 要避免长时间使用家用电器、手机等,还要尽量避免同时启用多种家电。与 家电保持安全距离很有必要。距离越远,受电磁波侵害就越小。 彩电的安全距离是荧光屏宽度的 5 倍左右,日光灯为 2～3 米,微波炉开启之 后要离开至少 1 米远,孕妇和小孩应尽量远离微波炉。 电器暂停使用时,最好不让 它们处于待机状态,因为此时可产生较微弱的电磁场,长时间也会产生辐射积累。 还有一招就是吃东西。多食用胡萝卜、豆芽、西红柿、油菜、海带、卷心菜、 瘦肉、动物肝脏等富含维生素 A、C 和蛋白质的食物,加强机体抵抗电磁辐射的能 力。 居住、工作在高压线、雷达站、电视台、电磁波发射塔附近的人,佩带心脏起搏器有条件的应配备阻挡电磁辐射的屏蔽防护服。 电视、电脑等有显示屏的电器设备可安装电磁辐射保护屏,使用者还可配戴 防辐射眼镜。 显示屏产生的辐射可能导致皮肤干燥,加速皮肤老化甚至导致皮癌, 因此在使用后应及时洗脸。 注间电磁辐射污染的环境指数。有关专家提醒,5 种人特别要注意这一条,第 一是生活和工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁发射塔附近的 人员;第二是经常使用电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员;第三是生活 在现代电器自动化环境中的工作人员;第四是佩戴心脏起搏器的患者;第五是生 活在以上环境里的孕妇、儿童、老人及病患者等,都应该了解室内电磁辐射污染 的程度,如果环境中电磁辐射污染比较高,就必须采取相应的措施。 对于 E 时代下的又一现代污染———电磁辐射已经被联合国人类环境大会 列入必须控制的造成公害的主要污染物之一。记得吗?我们的儿歌里曾把站着几 只小麻雀的高压线比作五线谱,那曾是城市里最美的图画。可时过境迁,如今,因 为怀疑围绕在居民区周围的高压线释放出的电磁辐射会损害人体健康,高压线的 建设者们屡次亮相听证会甚至法庭,争端大有愈演愈烈之势。 一些专家说,人类认 识世界是一个渐进的过程,许多问题还有待 科学 研究的进一步深入和时间的考 验。目前,不管学术界的争论如何激烈,现存的、引起很大争执的问题应该及时得 到解决。首先,应该及时推出直接关系到公众健康的产品标准。第二、对于已有 标准的产品,应该加强监管力度,特别是列入 3C 认证目录的产品。第三,应该制定 相关的 法律 、法规以及时解决目前引起争端的事件。当然,对于我们普通人也 要适当改变一下生活方式。 如尽量用更多的时间到户外活动,到乡村去,到田野去, 接近大 自然 ,享受大自然。参考 文献 [1]《宇宙、地球和大气》[美].I.阿西摩夫著科学出版社. [2]《电磁波工程》朱建清,著.国防科技大学出版社.
电磁场与微波技术，是电子信息类学科的一门非常重要的专业理论课，目的是满足学生以后从事微波天线以及射频类的相关工作需求。我整理了电磁场微波技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
“电磁场与微波技术”课程的改革与实践
摘要：在对“电磁场与微波技术”课程的改革与实践中，分析了目前该课程的教学中存在的主要问题，结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况，整合了电磁场与电磁波、微波技术和天线理论三门课程的主要内容，加强了该课程与工程实际的结合，适应了三本学校的应用型人才的目标，并通过教学方式和考核方式等方面的具体改革措施，提高了该课程的教学质量，尤其是提高了学生对该课程的相关知识和技术的实际应用能力。
关键词：电磁场与微波技术;工程实际;考核制度
作者简介：张具琴(1980-)，女，河南信阳人，黄河科技学院电子信息工程学院，讲师;贾洁(1982-)，女，河南安阳人，黄河科技学院电子信息工程学院，助教。(河南郑州450063)
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1007-0079(2012)17-0054-02
随着信息时代的发展，作为信息主要载体发展方向的高频电磁波—微波，不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信、雷达等高科技领域得到了广泛的应用，而且已经深入到了各行各业中，在人们的日常生活也扮演着重要角色。因此对于电子信息专业的学生来说，电磁场、微波技术与天线类课程在目前及今后都是不可缺少的主干专业课程。[1，2]但由于该课程的自身特点及对于该课程教学的一些传统认识，使得学生对该课程的知识和技能的学习和掌握不能满足国内对电磁场与微波技术及其相关专业人才的需求。为提高该课程教学质量和人才培养质量，尤其是针对三本院校的应用型人才培养目标，笔者认真分析了该课程教学中的问题，结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况，对该课程进行了一系列的改革和实践探索，并取得了一定的成果。
一、“教”“学”中的主要问题
该课程传统的教学方法是以事实性知识传授为教学目标，即课程内容是介绍“是什么”“为什么”，而缺乏“怎么做”“怎么用”，过分强调理论，而缺乏对知识的实际应用。
目前该类课程所用教材多为一本学校编著，这些教材整体突出课程内容的完整性和理论分析的严密性。对于理论基础一般也较为薄弱、更注重实际应用能力的三本学生来说算是“天书一部”，学习起来也“味同嚼蜡”，教师授课也是事倍功半，教学效果很不理想，很多三本学校对该课程的开设是“形同虚设”。
该类课程的教学模式仍是以理论教学为主的，教学方法和内容很少涉及该课程的实际知识应用和人才就业的方向指导，结果学生学完后除了知道有很多公式推导外，对该课程其他方面相关内容知之甚少，所以缺乏学习动力，教学效果不佳。
对于该课程的考核制度多为“一刀切”模式，即“考试分数定高低”，未能考虑学生的个体差异，忽视学生学习能力、学习过程、学习方式差别，不能很好调动学生的积极性和主动性。
二、改革方法和措施
1.改革传统的事实性知识传授的教学目标，更注重对实际应用能力的培养
在教学内容中，增加具体理论的应用实例分析，[3]使学生对电磁场和微波的实用性有较好的认识;增加微波技术在新科技和社会生产生活中的实际应用的一些例子，使学生有更强的学习兴趣和学习动力;课程中很多知识点的引入，都以思考题和小的科研课题的形式提出，使学生应用所学的理论知识分析解决实际问题的能力与创新、研究能力得到相应的锻炼。
增开相应的微波实验项目，使学生的实际动手能力得到很好提高，考虑到实验室建设的成本的问题，可以通过先引入微波的仿真实验项目或者引入与现有的大学物理实验、通信原理实验等成熟实验项目相结合的实验项目。[4]
2.突破传统的一本院校所编教材的限制，使学生在有限的时间内掌握具有生命力的知识基础和必要技能，以满足高素质应用人才知识结构和素质结构的需求
在实际授课过程中注重将“电磁场与电磁波”、“微波技术”和“天线理论”有机结合，采用电磁场与微波技术结合的自编的简本教材为授课教材，把天线及应用作为扩展补充教材，将三者精要贯穿于教学中。这大大节约了理论教学时间，使学生有更多的时间参与到实践中去，有利于培养学生应具有的实践能力。
具体教学内容方面：加强了该课程中的最基本的电磁场的概念、定理的讲解，力求夯实该门课程的基础;增加了微波在新科技中的应用和微波的发展前景的介绍和大量的网络理论应用实例分析等，有利于学生学习目标、学习兴趣的建立和实际应用能力的提高;针对该门课程涉及知识面广、理论性较强的特点，对于只是涉及而非重点内容大胆删减或者采用增加附录的形式直接给出，这样有利于学生有针对性地学习;对于课程中的概念采用“量纲分析法”，使学生对概念的物理意义有更深地理解，应用起来能够更加娴熟;对于其他新知识的引入采用“概念—方程—新概念”教学模式，顺着学生的理解思路，水到渠成;更加注重了理论与实践的结合，每个具体的理论讲完后，立即有相应的实例分析，既有利于提高学生的实际分析问题的能力又有利于提高其学习兴趣。
3.改革传统的理论教学为主的教学方法，开展“以应用为基本出发点”的理论教学方法研究
(1)以应用为本，确定理论教学的研究方法。在教学大纲和简本教材中，弱化理论讲解，重视实际解决问题能力的提高，主要采用“用什么理论，讲什么理论”和选学、自学内容相结合的模式，即让大多数学生学到了本课程的主要内容，又让学有富余的学生得到更深层次的提高。
(2)注重对学生进行思维能力与应用能力的训练。改变传统的纯理论讲解、缺少实际应用实例的情况，在教学过程中注重理论讲解、实例分析、习题课相结合;以思考题和小的科研课题的形式，对学生进行有效的思维能力与应用能力训练。
(3)具体教学方法中，采用多种方法相结合，尤其是板书和多媒体相结合教学。对于主要理论、公式的推导，以板书教学为主，有利于学生的理解和接受;而对于一些介绍性知识、实例讲解和仿真实验方面，可辅以多媒体教学和动画演示，丰富学生的感性认识和知识量。
(4)注重案例教学。例如，以往年学生的毕业设计为案例，阐明微波是如何用来解决实际问题的;提出目前理论应用于实际的方向和技术瓶颈，鼓励同学们探索和研究，力争做到理论与实践相互联系，相互穿插，相辅相成，使学生真正从这门课程中学到“实惠”，即掌握了具体知识的应用，也为其以后的就业指明了方向。
(5)开设“第二课堂”教学法。针对学生层次的差异，可以采用课堂教学与网络教学相结合的方式、给出小型科研调研题目等方式，[5，6]使每个学生的潜能都能得到最大的发挥。充分利用黄河科技学院(以下简称“我校”)的校企业合作平台，让学生利用半年左右的时间充分参与到微波天线企业一线的科研和生产中，在理解整机工作原理的基础上，研究实际的产品部件;通过在学生与学生之间、学生与老师之间、工程技术人员之间对出现问题的讨论，使学生更全面地思考和理解问题，另一方面也能使学生掌握和了解最新的知识，适应科技高速发展的需要，实现与时俱进。
4.改革传统的考核制度“一刀切”模式，开辟“多样化的柔性”考核制度
结合“因材施教”的指导方针，认真考虑学生的个体差异，增强“第二课堂”的作用，开设“老生研讨课”，加重过程考核，提出开卷考试制度等方案，极大地调动了学生的积极性和主动性，提高了教学效果。传统的终结性考核以理论知识、标准答案、闭卷形式为主。改革后的考核方式更加注重过程考核，加入调研报告成绩，课程小结成绩实，实践环节成绩;考试试卷上增设选做题目、课程设想等，给学生充足的学习空间，有利于激发学生的学习自主性，提高学习的自觉性和自学能力;考试采用开卷形式，重视知识的应用而弱化死记硬背，加强学生的应用能力的考核。
另外，本课程的教学中也广泛利用网上电子教案、习题库等教学资源，为学生的自学和课后复习提供了一定的空间，随着课程网络资源的建设，教学中可利用校园网实现网络教学、在线测试、在线答疑。
三、改革实践的效果
课程教学目标和教学内容的调整，理顺并抓住了根本，节省了时间，避免了枯燥繁冗的数学推导过程，使学生接触更多的工程实践，适应了三本学校的应用型人才目标;教学方法、教学手段的改革，加强了理论与实际的联系，避免了学生对该课程中一些难而无用的知识纠结，侧重工程实际应用，使他们的实践能力大大提高;考核方式的改革，使学生的学习积极性得到了全面地调动，学生能够主动参与到学习过程中，学习方式灵活、学习兴趣也有了很大的提高。
改革后学生能够积极主动地参与到“电磁场与微波技术”的学习中，通过亲身体验和相关内容的学习，积累和丰富直接经验，促进学生掌握了该课程的基本知识和基本技能，培养了学生的创新精神、实践能力和终身学习的能力。具体表现在以下几个方面：本课程的合格率达到了95%以上，优秀率将近40%;有近50%的学生投入到该课程的研讨式学习和科研课题研究中，6名同学在科技期刊上发表了科研论文;三届毕业设计有13名学生做了该方向的课题，[7]其中3名同学取得了优秀毕业设计的成绩;在两届全国大学生电子设计大赛中，2名同学选择了该方向的创新设计并取得了优异成绩;该方向的就业率和考研率都有很大提高，2005级以来三届近400名毕业生中就有15名学生从事该方向工作，实现了我校该方向就业的零的突破，有近30名毕业生选择该方向为研究生报考方向。
四、结束语
该课程的教学改革和实践在教学质量和人才培养方面取得了一定的成绩，但教学改革任重道远，要培养出既具有理论知识基础又具有较强实践能力的适应时代的高素质应用人才，必须与时俱进地调整和充实教学的各个环节，协调和配合好教学体制和机制的多方面才能达到最佳效果。
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一、项目概述 1．项目名称：吸波材料系列产品 2．项目简介 选择吸波材料系列产品优势 电磁辐射已成为我国第四污染源，随着科学技术的进步，电磁技术环境的应用给社会创造了物质文明，但也把人们带进一个充满电磁辐射的环境里。早在1975年专家就曾预言，随着城市经济发展和人口增长，电子、通信、计算机、汽车与电气设备等大量进入家庭，城市空间人为电磁能量每年增长7%至14%，也就是说25年后最高可增加700倍，21世纪城市电磁环境将更为复杂与恶化。 20年来，我国经济与城市化得到迅速发展，城市空间的电磁环境更趋复杂，出现了许多新现象、新问题。主要有：（1）由于城市发展与扩大，一些广播电视台与无线通信发射站被四周居民区所包围，局部居民生活区形成强场区；（2）移动通讯技术（包括移动通信、寻呼通信、集群专业网通信）发展迅速，城市高层建筑上架起为数众多的移动通信发射站，这些电磁辐射源虽然功率不大，但在市区遍地开花，使城市高空电磁波场强增强，除此之外，还有许多微波定向天线、卫星天线和短波天线；（3）随着城市用电量增加及电网改造工程实施，110kV和220kV高压变电站进入城市中心区，或室内或室外，或地面或地下，引起邻近住户恐慌与投诉；（4）城市交通运输（汽车、电车、地铁、轻轨等）迅速发展，引起电磁噪声呈上升趋势；（5）个人无线通信手段及家用电器增多，家庭小环境电磁能量密度增加，室内电磁环境与室外电磁环境融为一体，城市电磁环境总量在不断增加。 电磁辐射是指“能量以电磁波形式由源发射到空间的现象”，电磁环境是“存在与给定场所的所有电磁现象的总和”。恶化的电磁环境不仅对人们日常的通信在人类进入信息化社会的今天，计算机与各种电子系统造成危害，而且会对人们身体健康带来威胁。电磁辐射由于看不见摸不着，所以很难被人觉察。电磁辐射对生物肌体的伤害，早在20年前专家们就曾在历时9年完成的报告中指出：数以百万计的人由于长期暴露在来自电缆和家庭电器的电磁辐射中，所面对的患癌症和退化性疾病的危险正在增加，高频电磁波对生物肌体细胞、神经系统、循环系统、免疫、生殖和代谢功能具有极强的辐射伤害，对公众身体有着长期潜在的威胁和影响，对家用电器、医疗设备、军事设施、航空的强干扰甚至还会造成灾难性后果。美国环境保护委员会经过多年的研究发现，长期生活在极低频电磁场中（如工频50Hz），可能导致人类某些癌症的发生。随着各种家用电器进入千家万户，人们接触和暴露于由电冰箱、电热毯等家用电器产生极低频磁场的机会逐步增多，潜在危害逐步增大。 随着我国电磁环境日趋恶化，居民住宅及办公楼内电磁辐射水平有明显增加趋势。继大气污染、水污染和噪声污染之后，电磁辐射已成为我国第四污染源。在北京、上海、广州、深圳、石家庄等地已发生多起电磁辐射纠纷。目前，我国电磁辐射环境情况相当于20世纪60年代的水污染、大气污染的状况，现在就要加强研究，未雨绸缪，若电磁污染到了环境无法忍受的地步，再想发展经济将举步维艰。为此，电磁污染防治研究迫在眉睫。 面对日趋恶化的电磁污染，为有效降低电磁辐射对人体和设备的侵害，人们采用了许多方法，其中，研究开发吸收电磁波新型材料越来越受到人们的重视，客户资源极其丰富。 初期投资较小，风险小，上手快，切入到高端市场周期短。 技术成熟，无需昂贵的研发及专利费用。 项目发展规划：（略） 二 、技术方面 1. 基本原理 本项目及产品是一种吸收电磁波的功能材料，它的原理和性能类似于美国隐形飞机涂层，它由胶粘剂中加入具有特定介质参数的吸收剂制成，吸收剂的特性决定吸波涂层的吸收电磁波的性能，它利用电磁能量转换原理，材料以吸收电磁波为主，不发生反射而造成二次污染，防污染覆盖频带宽，吸收材料性能优良、无任何毒副作用、无放射性、可生产性强、价格低廉，极具竞争力。与现有的屏蔽材料有着本质和历史性突破，是一种干净，彻底消除电磁波污染的高级手段。原只用于军事领域，世界上只有美国少数先进国家拥有，开发民用领域史无前例，是国际、国内目前治理电磁污染的尖端技术。 主要生产设备检测仪器 （略） 2. 吸波材料系列产品类别 2．1 吸波涂料产品（环保绿色生态涂料） 2．1．1 吸波有机涂料 2．1．2 吸波无机涂料 2．2 工业系列产品 2．2．1 胶板类吸波材料 2．2．2 蜂窝状吸波材料 2．2．3 管状类吸波材料 2．2．4 异型状吸波材料 2．3 民用系列产品 2．3．1 辐射源防护系列 2．3．1．1 手机防辐射系列 2．3．1．2 电脑防辐射系列 2．3．1．3 家电防辐射系列 2．3．2 人体防护系列 2．3．2．1 消减卡类 2．3．2．2 戴挂系列 2．3．2．3 衣物系列 3.专利方面 3．1 发明专利 3．1．1 抗电磁辐射特种复合材料 3．1．2 吸波环保手机 20031011393 3．1．3 吸收电磁波特种复合材料 3．1．4 吸收微波发热材料的制造方法及其应用 3．1．5 微波泄漏防护胶 3．1．6 无辐射抗干扰屏蔽线 3．2 实用新型专利 3．2．1 手机电磁辐射防护物品 3．2．2 一种能消除电磁辐射的包装物品 3．2．3 一种能防护电磁波的多功能钱包 3．2．4 一种能消除电磁波污染的促销物品 3．2．5 一种能防护电磁波的多功能垫 3．2．6 一种能防护电磁波的多功能腰带 3．2．7 一种带有消除辐射功能的电脑摄像头 3．2．8 一种能防手机辐射的眼镜脚套 3．2．9 一种防电磁辐射围裙 3．2．10 一种吸收消除电磁波污染的窗帘 3. 2. 11 吸收微波发热物品 4．新技术方面 吸波材料的原理是一个能量转换的过程，通过大量的试验，发现它有另外的一个用途。它能吸收微波并将微波能量迅速转换为热能，其发热效率极高，可以通过控制材料组成和加工工艺控制其发热效率，从而控制微波加热物体的温度。广泛应用于：工业用微波加热元件（普通家用微波炉里2分钟可融化玻璃，可超过1000℃），微波烤盘用热转换材料，微波冶炼、微波焚烧、其他微波加热元器件等。经美的、格兰士、三洋测试材料的吸收发热效率已超过日本的材料。 试验结果：烤盘放在底板上，日本三洋烤盘最高温度约200℃，低于特氟龙的极限使用温度250℃，而国产烤盘的最高温度285℃，高于特氟龙的极限使用温度250℃。 5．生产技术和工艺的成熟度 目前国内外吸波涂料民用频段的应用还是空白点，（军用频段吸波涂料的应用美国、法国有先例）利用吸波原理的民用系列产品我们是首创，胶板类的吸波材料可以加工卷材是国内首创，吸波材料、吸波涂料的核心技术是材料的配伍，生产工艺简单，加工设备都是通用设备，一次性投资少。 三 、市场方面 1．国内外行业发展趋势 海湾战争美国首先出现了隐形飞机，国内首先由国防科工委组织有关科研院校攻关吸波材料项目，在1993至1996年我们就率先在雷达波吸收频段已实现车载雷达40米军事目标、轰炸机雷达400米军事目标的隐形技术，民用方面的吸波胶板类的产品国内我们也是首家在3年前推出，吸波涂料、吸波材料民用防护系列目前只有我们一家在做。随着吸波材料的发现，各种各样的产品将面世，从而取代了目前传统、落后的以金属材料来防护电磁波污染的方法，随着信息量的增大，频率范围也在加宽，吸波材料的优势愈来愈显著它的特点。 2．国内外市场 吸波涂料的应用已远远超出军事隐形和反隐形、对抗和反对抗范围，更广泛地应用在人体安全防护、通讯及导航系统的抗电磁干扰、安全信息保密、改善整机性能、提高信噪比、电磁兼容等许多方面。吸波涂料是能够吸收投射到它表面的电磁波能量、并通过材料的损耗转变成热能的一类材料（能量转换的原理）。在各种的电磁辐射防护材料中，涂料以其方便、轻量、不占空间以及与基材一体化等众多优势成为其中的佼佼者，因为，吸波涂料可吸收多余的电磁波，这样不仅减少杂波对自身设备的干扰，也有效防止电磁辐射对周围设备及人员的骚扰和伤害；而且，吸波涂料能够在复杂的曲面、微小的角落、孔、棱边等处方便地涂抹，从而在精密复杂的部位，准确坚固地形成涂膜，满足工业、科学和医疗设备的屏蔽、EMC的需要。 广播、电视发射台的电磁辐射防护：广播、电视发射台对周围区域会造成较强的场强。利用对电磁辐射的吸收特性，在辐射频率较高的波段，使用合适的吸收型涂料，覆盖建筑物，以衰减室内场强。另外，该涂料兼具屏蔽性能，是一种屏蔽吸收型涂料，在10MHz至范围有20至30dB的屏蔽性能。 工业、科学和医疗设备电磁辐射的防护：工业、科学和医疗设备等在工作过程中会产生大量的电磁辐射，如果处理不当，不仅会对自身的工作环境造成损害，同时也会对起周围的设备造成干扰。最明显的例子就是机器内的二次杂波问题。二次杂波往往会带来机器、设备的程序紊乱，致使科学实验、医疗检测结果等出现较大的偏差，从而给科研、生产带来很大阻力，甚至会威胁到人的生命安全。另外，这些设备发出的电磁辐射也会对操作人员的身体健康带来危害。因此，对工业、科学和医疗设备进行电磁辐射防护十分必要。由于工业、科学和医疗设备的精密度较高，因此对电磁辐射的防护方法也提出了更高的要求。在辐射防护方法的选择上，除选用低辐射的基材和距离防护外，使用吸波材料进行防护也是非常重要的防护方法之一。 家用电器的电磁辐射防护：所有的电器如电冰箱、电视机等，在使用过程中都会发出电磁辐射，只是由于电磁波是一种"无形"的物质，因为电磁波是看不见，摸不着的能量物质，又无时不有、无处不在，因此更具有危险性和危害性，我们觉察不到而已。随着3C认证的实施，对电磁辐射防护的要求也越来越高，其实，象家用电器的电磁辐射，采取防护措施并不是什么难事，只是在生产制作过程中，加一道简单的工序――喷涂吸波材料而已，不过，对吸波涂料的选择要根据其频段来决定。 手机、电脑的电磁辐射防护：在科技发展的今天，手机、电脑给人们带来方便的同时，也带来了不容忽视的电磁辐射危害。为了尽可能地减少手机、电脑对人体，尤其是头部的辐射，除了尽可能地减少手机的辐射功率及保证使用手机时不要让它与人体接触，还应考虑其他防护措施，手机的辐射频率为800至1800MHz, 电脑也会产生几百兆的电磁波，如果在生产过程中，能够在手机外壳、电脑机箱、电脑显示器内侧喷涂具有吸收功能的吸波涂料，将多余电磁波吸收，就不会再有电磁辐射的危害问题。喷涂吸波涂料，非常简单。既不会影响外形的美观，也不会增加多少成本。随着人们对电磁辐射的认识越来越多，防辐射型产品的市场也会越来越大。 例如：绿色环保机箱（世界首创）如今电脑整体性能飞速提高，电脑内部主要部件的功率在不断增大，但同时电脑主机的辐射量也在随之增长。众所周知，电磁辐射对人体健康的危害极大。长时期处在电磁辐射污染的环境中，将使人产生易疲劳、记忆力下降、生理机能减退等等的不良症状。更可怕的是，这种辐射伤害看不见、摸不着，即使你终日为电脑辐射所害，你也无从觉察。由此，选择一款防辐射性能高的机箱，就势在必行。目前防辐射机箱技术是屏蔽电磁波,屏蔽目的是将电磁波局限在某一个区域内，所不同的是屏蔽主要利用导电材料对电磁波的反射作用来限制电磁波的传播。一般需要将整个辐射源全部屏蔽，否则的话会出现一个方向减弱，而其它方向增加的现象，理论上简单，实际上对工艺技术要求相当高。 吸波则是利用材料对电磁波的吸收，使电磁波的电磁场能转变为热能。电磁波吸收材料使用技术要求低。EMC材料的研究目前主要集中在屏蔽材料，对电磁波吸收材料的研究相对较少。实际上电磁波吸收材料在EMC技术上具有屏蔽材料等技术所不可代替的作用。吸波材料使用简单易行，不需要对原设计作改动，只要在电脑机箱内2至6面体上喷涂上至毫米厚度的吸波涂料即可，使用吸波涂料除了有防辐射功能外更有意想不到的效果。 办公、居住区的电磁辐射防护：吸波涂料在民用产品上的应用不仅仅只有这些，很快吸波涂料会应用到您的日常生活当中，例如：您的办公、居室内喷涂吸波涂料，就不会再有电磁辐射的危害问题，它将您的办公、居室内的家用电器、办公设备辐射出的电磁波（电子雾）吸收转换成无害的物质，同时将外界的电磁波大部分吸收隔离，那将是一个非常干净的电磁环境空间。 3．目标 世界进入信息时代，信息革命给人类带来巨大益处，但负面电磁辐射污染刚刚被人们认识，治理电磁辐射污染史无前例，研究刚刚开始，产品系列有待大量开发，属于朝阳产业，寿命期极长。治理电磁波污染，是一门高新技术和新兴产业。随着《中华人民共和国电磁环境污染防治条例》即将频布执行，治理电磁污染也一定会象今天治理水、空气，噪音污染一样，将会有众多企业参与，众多产品进入这一市场，迅速形成一个新兴的环保产业。充分利用自身技术，材料独特优势，迅速完善和建立起国内电磁辐射防护技术与产品研究、开发生产应用基地，引领全国，走向世界，是一大战略举措。 4．市场及客户 4．1 通讯基站、电视广播系统 4．2 手机、电脑、电子产品、家用电器等 4．3 高频加热设备、高频炉等工业设施 4．4 医院CT室、B超室、抢救室、手术室等医疗区 四、项目风险评估分析 1．劣势 新产品、新技术需要宣传推广的费用大。 2．市场分析 电磁波防污染项目是一项很有前途的事业，主要表现在有政府的大力支持及群众意思的提高，也可申报科技项目，取得各级政府的资金无偿、有偿的支持。生产产品，主要是以购买原材料为主，然后经配伍组合，不需大型设备、投资少、见效快，不会有大的风险。利用本技术、材料开发的系列产品，也可获得巨额利润！如果采取全方位合作开发，强强联合，开发系列产品，在这个全新的需求领域，必将获得巨大的经济效益和社会效益。 3．威胁 唯一尖锐的问题是：目前参照一些过去的标准，由于粗糙和低下，致使一些污染较大的地区也不超标，这给治理污染带来很大障碍，但是，不久的将来国家会制定出科学的污染标准，另外，从电磁波污染积累效应角度，这一风险也会减少。 本栏目编辑 王胜举
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“电磁辐射”不是一个新鲜的话题。几年前发生在北京的百旺家苑事件是民众质疑高压线电磁辐射的典型，曾被媒体冠以“环境权民间觉醒”之称。公众提高对自身居住环境的关注，是社会文明进步的体现。但如何疏解因误导产生的不满情绪，正确引导公众在电磁辐射问题上去伪存真，树立科学观念，应该引起有关各方的重视。质疑电磁辐射并非我国独有的现象。邻近住宅的输电线路工频磁场是否会对当地居民的健康产生有害影响，已成为国际关注的热点。面对来自公众的压力，许多国家积极采取措施，对电磁辐射进行研究，向公众大力宣传科学知识，建立有效的沟通渠道。“他山之石，可以攻玉”，其他国家的一些做法也许会给我们带来一定的启发和借鉴。美国：研究与传播并重作为世界上拥有最多发电装机容量的国家，美国的“电磁辐射”问题是一个社会性话题，与之相关的质疑与解释时见报端。电磁辐射是否危及健康已引起美国国会的关注，众多机构如国家科学院（NAC）、全国研究委员会（NRC）、国家辐射防护委员会（NCRP）、全国环境卫生学会（NIEHS）和国家癌症研究所都为此做了大量工作。实际上，电磁研究已不单单是电力企业的事情，它已成为政府行为，政府用于电磁研究的投资也相当可观。其中，影响较大的当数美国电磁场研究与公众资料传播计划（EMFRAPID）。该计划由美国国会提议，1992年得到法律确认后开始全面实施。该计划的研究内容不仅包括输电环节，同时涉及发电和用电环节。此项计划的工作人员非常注重与相关各方的沟通互动，积极接受由公民团体、劳工组织、电力公司、国家科学院等团体组成的国家电磁场顾问委员会（NEMFAC）所提出的建议。该计划的工作人员还定期与美国能源部及全国环境卫生学会职员会面，向公众开放有关科学会议，计划发布的公众信息资料也要经过公民团体的审查。美国全国环境卫生学会给国会的报告强调，目前，极低频场危害健康的可能性很小。只有微弱的缺乏任何实验室支持的流行病学关联，对电磁场可能引起伤害提供了勉强的支持。同时，该学会不建议对电气设备采用电磁场限制标准，或将电力线路埋置于地下。与此同时，全国环境卫生学会建议有关部门向公众提供如何减少电磁场暴露的方法，建议电力公司和公用事业部门继续关注和探索降低输配电线路电磁场的方法。该学会鼓励制造商在费用投入最小的前提下降低磁场，并认为昂贵的电气设备重新设计是不合理的。美国的电力企业也在积极寻求公众的理解与支持。除了宣传变电站和输电线路的电磁辐射并不具有危害性外，一些企业还学习借鉴“杜邦做法”，即公司老板带头住在变电站或输电线路附近，员工的宿舍也尽量安排在变电站附近，希望以此引导公众对变电站和输电线路的电磁辐射不再惧怕。法国：来一场“公共辩论”作为欧洲最大的电力供应商和电力出口企业，法国电力公司也会面对电力建设需求与公众利益诉求之间的矛盾。近年来的实践证明，“公共辩论”机制为缓解类似矛盾提供了有效途径。据法国电力公司亚太区有关人士介绍，近年来在法国，大型建设项目包括高压输电等工程，在启动前必须先过“公共辩论”这一关。1993年，法国BILLARDON行政通报规定：法国电力公司的电力设施计划（主要指63千伏以上电网线路的更新及新建计划），都必须在公共调查程序启动之前组织公开听证会（后被“公共辩论”所取代），用于准备环境影响报告。在“公共辩论”机制出台的过程中，“高铁事件”扮演了重要角色。1992年，法国决定建设连通地中海的高速地铁，遇到了激烈的群体性抵制活动。这一事件促使法国政府规定，一切与国计民生关系重大的大型基础建设项目必须进行全民听证和辩论程序后才能决策。1995年，法国规定为大型辩论活动设立独立的“公众辩论全国委员会”机制。2005年，为配套法国电力公司在弗拉芒维勒地区建设首台欧洲压水堆（EPR）核电站，将其生产的电力顺利输入电网，法国电力公司输电网公司（EDF－RTE）决定建设科当坦－梅纳（Coteniin－Maine）400千伏超高压输电（THT）架空线路送出工程项目，线路全长150千米。随即，有关方面根据法令规定，对该项目组织展开公共辩论。公共辩论面向全民，针对法国电力公司输电网公司的工程计划，健康与环境专家、社会学家、当地农民等纷纷发表意见，参与辩论。辩论之前，法国电力公司输电网公司公布了“业主项目介绍材料”，包括该输电工程的情况介绍、对当地的意义、对环境的影响等。最激烈的辩论集中在电磁辐射对人体健康有无影响的问题上。公共辩论委员会特别组织了专题讨论会，邀请国际知名专家到场，约600多人参加这一会议，对这些专家持完全否定与不信任态度的人士同样包括在内。其实，法国各界对于“电磁辐射”这一问题的争论已经持续了30多年，专家、学者在流行病学方面作了大量研究，输电工程所经地区的官员们也表达了强烈的担忧，并希望有明确的答案。公共辩论委员会从科学、审慎的角度出发，最终认为，在短暂的辩论时间里，不可能百分之百地消除疑虑。但是，委员会认为，至少应将这一问题的最新研究结果公布于众，使各方能根据掌握的材料进行认真思考，特别是在激烈的辩论之后。公共辩论委员会主席最后汇总各方意见，形成综合性总结报告，在专门网站上公开。尽管公共辩论对所辩论的项目并不具有裁决权，但这一机制为业主、公众、专家、反对者创造了发表意见的机会，提供了了解有关信息的平台。毕竟，辩论也是一种沟通，参与各方的想法在辩论之后或多或少会发生改变。法国电力公司输电网公司考虑到当地居民对人体健康和畜牧业发展的双重担忧，通过协议承诺，重视电网工程与环境的协调性，尽可能减少对当地畜牧业的影响。公共辩论结束后，法国电力公司输电网公司正式宣布启动该输电工程项目，但按照有关规定，辩论之后，各方对话依旧继续进行。业主不仅在开工前，而且在建设工程过程中，都要执行资讯透明政策，接受各方监管。启发：信息畅通规划先行作为公众，最希望听到的是来自权威部门的权威结论。当前关于电磁辐射最权威的结论，应该是来自世界卫生组织（WHO）的观点，在一些国家，该观点还被引用作为法庭证据文件。世界卫生组织的观点包括：没有一致的证据表明，暴露在我们生活环境中所经历的极低频场，会对生物的分子（包括DNA）引起直接伤害。迄今为止进行的动物实验结果提示：ELF场并不能始发或促进癌症；没有一个重要的委员会已经得出低水平的场确实存在危害性的结论；在输电线和配电线周围的ELF场水平并不考虑为对健康有危险。在国内，近年来抗议、阻挠输电线路施工的现象时有发生。有关方面认为，解决当前矛盾的重点是，按照世界卫生组织（WHO）的建议，改变国内电磁场公共健康信息严重失衡的状况，加强对符合标准的电力设施电磁场对公众健康无害的宣传。如果任由不科学、不准确的“道听途说”蔓延，会进一步增加公众的不安和恐惧。针对公共健康信息不均衡的局面，政府和电力企业应加强对公众的科普教育，向公众提供平衡的、明确的和全面的环保信息。制定鼓励政策，积极鼓励开展降低输变电设施的电磁场经济实用技术的研究和推广，积极研究改进电力设施与城市景观保持协调的措施，彻底解决公众对电力设施的误解。《电力最前沿》作者何学民认为，一些输电线路受到公众阻碍，一方面是由于公众出于对电磁辐射的担忧，另一方面则是公众认为经济利益受损——“你建了这条输电线路以后，我的土地贬值了，我的别墅跌价了，我的生活深受负面影响”。这也提醒政府和电力企业应该确立电力先行理念，输电线路规划必须及早进行，输电规划必须走在城镇规划的前面。如果电力建设滞后于城镇建设，那么这种滞后就会给输电线路建设带来很多难以逾越的障碍。
摘 要：介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态，对几种富有代表性的算法做了介绍，并比较了各自的优势和不足，包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。 关键词：矩量法；有限元法；时域有限差分方法；复射线方法 1 引 言 1864年Maxwell在前人的理论（高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在）和实验的基础上建立了统一的电磁场理论，并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律，这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式，最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧，甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法发展起来，并得到广泛地应用，相对于经典电磁理论而言，数值方法受边界形状的约束大为减少，可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点，一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决，常需要将多种方法结合起来，互相取长补短，因此混和方法日益受到人们的重视。 本文综述了国内外计算电磁学的发展状况，对常用的电磁计算方法做了分类。2 电磁场数值方法的分类 电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等，频域技术发展得比较早，也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑，某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时，频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算，然后做傅里叶反变换才能求得解答，计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化，采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法，如GTD，UTD和射线理论。 从求解方程的形式看，可以分为积分方程法（IE）和微分方程法（DE）。IE和DE相比，有如下特点：IE法的求解区域维数比DE法少一维，误差限于求解区域的边界，故精度高；IE法适合求无限域问题，DE法此时会遇到网格截断问题；IE法产生的矩阵是满的，阶数小，DE法所产生的是稀疏矩阵，但阶数大；IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题，DE法可直接用于这类问题〔1〕。3 几种典型方法的介绍 有限元方法是在20世纪40年代被提出，在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前，作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法，有限元法已非常著名。 有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为： 应用变分原理，把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题，利用对区域D的剖分、插值，离散化变分问题为普通多元函数的极值问题，进而得到一组多元的代数方程组，求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤： ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D，并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题，得到如下一组代数方程组：其中：Kij为系数（刚度）矩阵；Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式（2），即可得到待求边值问题的数值解Xi（i＝1，2，…，N） （2）矩量法 很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕： L（f）＝g（3）其中：L是线性算子，f是未知的场或其他响应，g是已知的源或激励。 在通常的情况下，这个方程是矢量方程（二维或三维的）。如果f能有方程解出，则是一个精确的解析解，大多数情况下，不能得到f的解析形式，只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1，f2，f3，…，fn的线性组合：其中：an是展开系数，fn为展开函数或基函数。 对于精确解式（2）通畅是无限项之和，且形成一个基函数的完备集，对近似解，将式 （2）带入式（1），再应用算子L的线性，便可以得到： m＝1，2，3，…此方程组可写成矩阵形式f，以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。 在电磁散射问题中，散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较，则可以采用一般的矩量法；如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围，那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响，有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的，因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比（N为离散点数），而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧，如采用小波展开，选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。 （3）时域有限差分方法 时域有限差分（FDTD）是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的，这些年以来，时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性，尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程，利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式，这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置，这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着，反之亦然。 这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式，通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算，在执行到适当的时间步数后，即可获得所需要的结果。 在上述算法中，时间增量Δt和空间增量Δx，Δy和Δz不是相互独立的，他们的取值必须满足一定的关系，以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式 差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件：其中：（对非均匀区域，应选c的最大值）〔4〕。 用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散，即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等，因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域，这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数，在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象，对此也应该进行定量的研究，以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间，而由于计算机内存总是有限的，只能模拟有限空间，因此差分网格在某处必将截断，这就要求在网格截断处不引起波的明显反射，使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件，使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射，当然不可能达到完全没有反射，目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求，如Mur所导出的吸收边界条件。 （4）复射线方法 复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式，在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位，从而直接得出局部不均匀波（凋落波）的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于：通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束／射线束（Bundle ofrays）分析模型；通过费马原理及其延拓，由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术，构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如，复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间，利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索，从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播，因此，提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索，这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。4 几种方法的比较和进展 将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情，他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化，得到通用的计算程序，而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长，由于他是区域性解法，分割的元素数和节点数较多，导致需要的初始数据复杂繁多，最终得到的方程组的元数很大，这使得计算时间长，而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题，有限元产生的是带状（如果适当地给节点编号的话）、稀疏阵（许多矩阵元素是0）。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散，多年来人们一直在研究这个问题，试图找到一种有效、方便的离散方法，但由于电磁场领域的特殊性，这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构，一般的剖分方法难于适用；另一方面，由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关，因而人们采用了许多方法来减少存储量，如多重网格法，但这些方法的实现较为困难〔6〕。 网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一，采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整，在网格密集区采用高阶插值函数，以进一步提高精度，在场域分布变化剧烈区域，进行多次加密。 这些年有限元方法的发展日益加快，与其他理论相结合方面也有了新的进展，并取得了相当应用范围的成果，如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等，还包括一些尚处于探索阶段的工作，如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等，这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。 矩量法将连续方程离散化为代数方程组，既适用于求解微分方程，又适用于求解积分方程。他的求解过程简单，求解步骤统一，应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧，如离散化的程度、基函数与权函数的选取，矩阵求解过程等。另外必须指出的是，矩量法可以达到所需要的精确度，解析部分简单，可计算量很大，即使用高速大容量计算机，计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用，已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式，得到关于场分量的有限差分式，针对不同的研究对象，可在不同的坐标系中建模，因而具有这几个优点，容易对复杂媒体建模，通过一次时域分析计算，借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应；能够实时在现场的空间分布，精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性；计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制，其网格空间不能无限制的增加，造成FDTD方法不能适用于较大尺寸，也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多，若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸，而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合，目前这种技术正蓬勃发展，如时域积分方程／FDTD方法，FDTD／MOM等。FDTD的应用范围也很广阔，诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。 复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点，在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场，通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献，可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩（雷达舱）、（加吸波涂层）翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制，但其本身是一种高频近似计算方法，由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献，带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势，尤其是对复杂目标的处理。5 结 语 电磁学的数值计算方法远远不止以上所举，还有边界元素法、格林函数法等，在具体问题中，应该采用不同的方法，而不应拘泥于这些方法，还可以把这些方法加以综合应用，以达到最佳效果。 电磁学的数值计算是一门计算的艺术，他横跨了多个学科，是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲，从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要，应大力进行电磁场的并行计算方法的研究，不断拓广他的应用领域，如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。参考文献〔1〕 文舸一．计算电磁学的进展与展望〔J〕．电子学报，1995，23（10）：62-69.〔2〕 刘圣民．电磁场的数值方法〔M〕．武汉：华中理工大学出版社，1991．〔3〕 张成，郑宏兴．小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕．宁夏大学学报（自然科学版），2000，21（1）：76-79. 〔4〕 王长清．时域有限差分(FD-TD)法〔J〕．微波学报,1989,(4):8-18.〔5〕 阮颖诤．复射线理论及其应用〔M〕．成都：电子工业出版社，1991．〔6〕 方静，汪文秉．有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕．微波学报，2000，16(2):139-143.〔7〕 杨永侠，王翠玲．电磁场的FDTD分析方法〔J〕．现代电子技术,2001,(11):73-74.〔8〕 洪伟．计算电磁学研究进展〔J〕．东南大学学RB （自然科学版），2002，32（3）：335-339.〔9〕 王长清，祝西里．电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕．北京：北京大学出版社，1994．〔10〕 楼仁海，符果行，袁敬闳．电磁理论〔M〕．成都：电子科技大学出版社，1996． 现代电子技术
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电磁学计算方法的研究进展和状态摘 要：介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态，对几种富有代表性的算法做了介绍，并比较了各自的优势和不足，包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。 关键词：矩量法；有限元法；时域有限差分方法；复射线方法 1 引 言 1864年Maxwell在前人的理论（高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在）和实验的基础上建立了统一的电磁场理论，并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律，这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式，最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧，甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法发展起来，并得到广泛地应用，相对于经典电磁理论而言，数值方法受边界形状的约束大为减少，可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点，一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决，常需要将多种方法结合起来，互相取长补短，因此混和方法日益受到人们的重视。 本文综述了国内外计算电磁学的发展状况，对常用的电磁计算方法做了分类。2 电磁场数值方法的分类 电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等，频域技术发展得比较早，也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑，某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时，频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算，然后做傅里叶反变换才能求得解答，计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化，采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法，如GTD，UTD和射线理论。 从求解方程的形式看，可以分为积分方程法（IE）和微分方程法（DE）。IE和DE相比，有如下特点：IE法的求解区域维数比DE法少一维，误差限于求解区域的边界，故精度高；IE法适合求无限域问题，DE法此时会遇到网格截断问题；IE法产生的矩阵是满的，阶数小，DE法所产生的是稀疏矩阵，但阶数大；IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题，DE法可直接用于这类问题〔1〕。3 几种典型方法的介绍 有限元方法是在20世纪40年代被提出，在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前，作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法，有限元法已非常著名。 有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为： 应用变分原理，把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题，利用对区域D的剖分、插值，离散化变分问题为普通多元函数的极值问题，进而得到一组多元的代数方程组，求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤： ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D，并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题，得到如下一组代数方程组：其中：Kij为系数（刚度）矩阵；Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式（2），即可得到待求边值问题的数值解Xi（i＝1，2，…，N） （2）矩量法 很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕： L（f）＝g（3）其中：L是线性算子，f是未知的场或其他响应，g是已知的源或激励。 在通常的情况下，这个方程是矢量方程（二维或三维的）。如果f能有方程解出，则是一个精确的解析解，大多数情况下，不能得到f的解析形式，只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1，f2，f3，…，fn的线性组合：其中：an是展开系数，fn为展开函数或基函数。 对于精确解式（2）通畅是无限项之和，且形成一个基函数的完备集，对近似解，将式 （2）带入式（1），再应用算子L的线性，便可以得到： m＝1，2，3，…此方程组可写成矩阵形式f，以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。 在电磁散射问题中，散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较，则可以采用一般的矩量法；如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围，那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响，有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的，因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比（N为离散点数），而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧，如采用小波展开，选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。 （3）时域有限差分方法 时域有限差分（FDTD）是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的，这些年以来，时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性，尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程，利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式，这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置，这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着，反之亦然。 这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式，通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算，在执行到适当的时间步数后，即可获得所需要的结果。 在上述算法中，时间增量Δt和空间增量Δx，Δy和Δz不是相互独立的，他们的取值必须满足一定的关系，以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式 差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件：其中：（对非均匀区域，应选c的最大值）〔4〕。 用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散，即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等，因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域，这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数，在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象，对此也应该进行定量的研究，以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间，而由于计算机内存总是有限的，只能模拟有限空间，因此差分网格在某处必将截断，这就要求在网格截断处不引起波的明显反射，使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件，使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射，当然不可能达到完全没有反射，目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求，如Mur所导出的吸收边界条件。 （4）复射线方法 复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式，在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位，从而直接得出局部不均匀波（凋落波）的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于：通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束／射线束（Bundle ofrays）分析模型；通过费马原理及其延拓，由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术，构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如，复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间，利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索，从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播，因此，提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索，这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。4 几种方法的比较和进展 将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情，他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化，得到通用的计算程序，而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长，由于他是区域性解法，分割的元素数和节点数较多，导致需要的初始数据复杂繁多，最终得到的方程组的元数很大，这使得计算时间长，而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题，有限元产生的是带状（如果适当地给节点编号的话）、稀疏阵（许多矩阵元素是0）。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散，多年来人们一直在研究这个问题，试图找到一种有效、方便的离散方法，但由于电磁场领域的特殊性，这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构，一般的剖分方法难于适用；另一方面，由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关，因而人们采用了许多方法来减少存储量，如多重网格法，但这些方法的实现较为困难〔6〕。 网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一，采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整，在网格密集区采用高阶插值函数，以进一步提高精度，在场域分布变化剧烈区域，进行多次加密。 这些年有限元方法的发展日益加快，与其他理论相结合方面也有了新的进展，并取得了相当应用范围的成果，如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等，还包括一些尚处于探索阶段的工作，如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等，这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。 矩量法将连续方程离散化为代数方程组，既适用于求解微分方程，又适用于求解积分方程。他的求解过程简单，求解步骤统一，应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧，如离散化的程度、基函数与权函数的选取，矩阵求解过程等。另外必须指出的是，矩量法可以达到所需要的精确度，解析部分简单，可计算量很大，即使用高速大容量计算机，计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用，已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式，得到关于场分量的有限差分式，针对不同的研究对象，可在不同的坐标系中建模，因而具有这几个优点，容易对复杂媒体建模，通过一次时域分析计算，借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应；能够实时在现场的空间分布，精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性；计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制，其网格空间不能无限制的增加，造成FDTD方法不能适用于较大尺寸，也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多，若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸，而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合，目前这种技术正蓬勃发展，如时域积分方程／FDTD方法，FDTD／MOM等。FDTD的应用范围也很广阔，诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。 复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点，在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场，通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献，可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩（雷达舱）、（加吸波涂层）翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制，但其本身是一种高频近似计算方法，由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献，带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势，尤其是对复杂目标的处理。5 结 语 电磁学的数值计算方法远远不止以上所举，还有边界元素法、格林函数法等，在具体问题中，应该采用不同的方法，而不应拘泥于这些方法，还可以把这些方法加以综合应用，以达到最佳效果。 电磁学的数值计算是一门计算的艺术，他横跨了多个学科，是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲，从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要，应大力进行电磁场的并行计算方法的研究，不断拓广他的应用领域，如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。参考文献〔1〕 文舸一．计算电磁学的进展与展望〔J〕．电子学报，1995，23（10）：62-69.〔2〕 刘圣民．电磁场的数值方法〔M〕．武汉：华中理工大学出版社，1991．〔3〕 张成，郑宏兴．小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕．宁夏大学学报（自然科学版），2000，21（1）：76-79. 〔4〕 王长清．时域有限差分(FD-TD)法〔J〕．微波学报,1989,(4):8-18.〔5〕 阮颖诤．复射线理论及其应用〔M〕．成都：电子工业出版社，1991．〔6〕 方静，汪文秉．有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕．微波学报，2000，16(2):139-143.〔7〕 杨永侠，王翠玲．电磁场的FDTD分析方法〔J〕．现代电子技术,2001,(11):73-74.〔8〕 洪伟．计算电磁学研究进展〔J〕．东南大学学RB （自然科学版），2002，32（3）：335-339.〔9〕 王长清，祝西里．电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕．北京：北京大学出版社，1994．〔10〕 楼仁海，符果行，袁敬闳．电磁理论〔M〕．成都：电子科技大学出版社，1996． 现代电子技术
电和磁有何关系 电磁，在许多人的印象里，电和磁就像是一对相生相成、形影不离的孪生兄弟，也像是一对亲密无间、夫唱妻随的美满佳偶。说到电，必然也会说到磁；提到磁，自然也离不开电。如充满宇宙中的电磁波，它们对于我们来说简直就是如雷贯耳，因为它们对宇宙天体和生命物质发挥着极为重要的作用，它们就是电性和磁性的统一体。 电和磁确实有许多相似之处：带电体周围有电场，磁体周围也有磁场；同种电荷相斥，同名磁极也相斥；异种电荷相吸，异名磁极也相吸；变化的电场能激发磁场，变化的磁场也能激发电场；用摩擦的方法能使物体带上电，如果用磁铁的一极在一根铁棒上沿同一方向摩擦几次，也能使铁棒磁化——物理学家法拉第和麦克斯韦为此创立了“电生磁、磁生电”的电磁场理论。 但在19世纪以前，人们始终认为两者是各不相关的。直到19世纪初，科学界仍普遍认为电和磁是两种独立的作用。法国物理学家库仑就曾经论证过，电和磁是物质的两种截然不同的性质，虽然它们的作用定律在数学上极为相似，但是电和磁是不会相互转化的。库仑的这个看法在当时成了一种权威的理论。 但后来，电与磁之间的联系被发现了，如奥斯特发现的电流磁效应和安培发现的电流与电流之间相互作用的规律。再后来，法拉第提出了电磁感应定律，这样电与磁就连成一体了。 现在我们认为，电和磁是不可分割的，它们始终交织在一起。简单地说，就是电生磁、磁生电。变化的磁场能激发电场，反之，变化的电场也能激发磁场，有电必有磁，有磁才有电。它们总是紧密联系而不可分割的。 电流产生磁场 在“电和磁相互独立”的观点风行欧洲时，丹麦的科学家奥斯特却坚信电与磁之间有着某种联系。经过多年的研究，他终于在1820年发现了电流的磁效应：在一根直导线的附近放一枚小磁针，使磁针和导线平行，当导线中有足够强的电流通过时，磁针突然偏转，并与导线垂直，证明了电流周围存在着磁场。 如果一条直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大，产生的磁场越强。磁场成圆形，围绕导线周围。磁场的方向可以根据“右手定则”来确定：将右手拇指伸出，其余四指并拢弯向掌心。这时，拇指的方向为电流方向，而其余四指的方向是磁场的方向。实际上，这种直导线产生的磁场类似于在导线周围放置了一圈N、S极首尾相接的小磁铁的效果。 如果有两条通电的直导线相互靠近，会发生什么现象？我们首先假设两条导线的通电电流方向相反。那么，根据上面的说明，两条导线周围都产生圆形磁场，而且磁场的走向相反。在两条导线之间的位置会是说明情况呢？不难想象，在两条导线之间，磁场方向相同。这就好像在两条导线中间放置了两块磁铁，它们的N极和N极相对，S极和S极相对。由于同性相斥，这两条导线会产生排斥的力量。类似地，如果两条导线通过的电流方向相同，它们会互相吸引。 如果一条通电导线处于一个磁场中，由于导线也产生磁场，那么导线产生的磁场和原有磁场就会发生相互作用，使得导线受力。这就是电动机和喇叭的基本原理。 1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕2个线圈 ，其一为闭合回路，在导线下端附近平行放置一磁针；另一与电池组相连，接开关，形成有电源的闭合回路。实验发现，合上开关，磁针偏转；切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意识到，这是一种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几十个实验，把产生感应电流的情形概括为5类：变化的电流， 变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体。并把这些现象正式定名为电磁感应。 如果把一个螺线管两端接上检测电流的检流计，在螺线管内部放置一根磁铁。当把磁铁很快地抽出螺线管时，可以看到检流计指针发生了偏转，而且磁铁抽出的速度越快，检流计指针偏转的程度越大。同样，如果把磁铁插入螺线管，检流计也会偏转，但是偏转方向和抽出时相反。 为什么会发生这种现象呢？我们已经知道，磁铁会向周围的空间发出磁力线。如果把磁铁放在螺线管中，那么磁力线就会穿过螺线管。这时，如果把磁铁抽出，磁铁远离了螺线管，将造成穿过螺线管的磁力线数目减少（或者说线圈内部的磁通量减少）。正是这种穿过螺线管的磁力线数目（也就是磁通量）的变化使得螺线管中产生了感生电动势。如果线圈闭合，就产生电流，称为 电磁感应现象的发现，乃是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力的发展和科学技术的进步都发挥了重要的作用。