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1820年4月德国科学家奥斯特通过实验发现电磁效应?
电磁感应(Electromagnetic induction)现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势.这是我为大家整理的初二电磁感应科学论文，仅供参考! AAA篇一 拓展电磁感应定律 摘要：电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电、磁现象之间的相互联系。法拉第电磁感应定律的重要意义在于，一方面，依据电磁感应的原理，人们制造出了发电机，电能的大规模生产和远距离输送成为可能;另一方面，电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。本文就几种拓展式进行了理解应用。 关键词：电磁感应定律拓展式理解应用 Abstract: the electromagnetic induction phenomenon in electromagnetics is one of the most important discoveries, it reveals the phenomenon of electric and magnetic between each other. Faraday law on electromagnetic induction of important significance is, on the one hand, based on the principle of electromagnetic induction, people made out of the generator, the power of mass production and long-distance transmission become possible; On the other hand, the electromagnetic induction phenomenon in electrical technology, electronic technology and electromagnetic measurement methods are widely used. This paper will expand the understanding of several applications. Keywords: law on electromagnetic induction and expand application of understanding 中图分类号： O441.3 文献标识码：A 文章编号： 法拉第电磁感应定律的内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，要想回路中产生感应电动势，回路的磁通量一定要发生变化。回路中原磁场的磁感应强度的变化、回路面积的变化、原磁场和面积同时发生变化都会引起磁通量的变化，产生感应电动势，下面通过具体实例来谈对法拉第电磁感应定律的几种拓展式的理解和应用。 一、磁通量变化仅由原磁场随时间的变化引起，产生的感应电动势 例1.如图所示，边长为L的正方形金属线框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B = kt.已知细线所能承受的最大拉力为2mg，则从t=0开始，经多长时间细线会被拉断? 解: 感应电动势 线框中的感应电流为： 线断时有解得： 二、磁通量变化仅由原磁场随空间位置变化引起，产生的感应电动势 例2.一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为By = B0(1 + ky)(此处k为比例常数，且k>0)，其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度。求 圆环中的感应电流方向; (2)圆环的收尾速度的大小。 解：(1)根据楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针(俯视观察)(2)圆环下落高度为y时的磁通量为 设收尾速度为vm，以此速度运动Δt时间内磁通量的变化为 根据法拉第电磁感应定律有 圆环中感应电流的电功率为 重力做功的功率为 根据能的转化和和守恒定律有 解得 三、磁通量的变化仅由面积变化引起，产生的感应电动势 例3.半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0=2Ω，不计导线电阻， 今以MN为轴将右面的半圆环OL2O’向上翻转90º，若翻转的角速度为，求L1的平均功率。 解：转过90º角所用的时间 回路产生的平均感应电动势 L1的平均功率 四、磁通量变化仅由导体切割磁感应线引起。产生的感应电动势 例4.两根相距d=0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T，导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r=0.25Ω，回路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v=5.0m/s，如图所示.不计导轨上的摩擦，求作用于每条金属细杆的拉力的大小. 解析：当两金属杆都以速度v匀速滑动时，每条金属杆中产生的感应电动势分别为： 由闭合电路的欧姆定律，回路中的电流强度大小为： 因拉力与安培力平衡，作用于每根金属杆的拉力的大小为 由以上各式并代入数据得N 五、磁通量变化由原磁场和面积共同引起，产生的感应电动势 例5.如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0=0.10Ω/m，导轨的端点P、Q用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数k=0.020T/s。一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦低滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直。在t=0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=6.0s时金属杆所受的安培力。 解：以a表示金属杆的加速度，在t时刻，金属杆与初始位置的距离为，此时杆的速度 这时，杆与导轨构成的回路的面积，回路中的感应电动势， 而=，回路中的总电阻R=2Lr0 ，回路中的感应电流 作用于的安培力，解得F=，代入数据为F=1.44×10-3N。 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。 AAA篇二 电磁感应中的力学问题 摘 要： 信息化时代开展探究性学习，符合新课标的要求，能培养学生解决问题的能力。在高中物理教学当中，自主探究性学生尤为重要。作者针对电磁感应中的力学问题，对自主探究性学习做了一定的阐述。 关键词： 电磁感应 力学问题 自主探究性学习 21世纪是信息化时代，是网络的时代，是知识不断创新的时代。教育的根本意义和价值在于培养学生的创新精神、培养学生的探究能力、培养学生解决问题的能力，从而塑造学生积极的、健康向上的、适合时代要求的人格。探究性学习正好满足了这样的教育要求，自主学习、合作探究使学生亲身经历解决问题的过程，有利于学生对知识获得深层的理解，同时有助于学生对所学概念、定律的发展、延伸、转变和掌握。 1.根据高中学生的年龄特点开展自主探究性学习 在进入青年时期的高中生，不再事事依赖父母，他们已经能够分辨是非，独立意识已经开始觉醒。在情绪的表达上逐渐趋于独立，认知能力的发展已接近成熟，逻辑、抽象思维能力不断增强和完善，在思考和解决问题的时候能自主性地运用逻辑思维。因此，他们的好奇心、求知欲，以及成功感就变得更加强烈。 2.具体问题中开展探究性学习 新课程标准要求：让学生领悟物理学的研究思维和方法，培养独立思考的学习习惯和能力，注重概念和规律教学。科学的自主探究能力和对科学探究的理解是在学生探究性学习过程中形成的，这就需要组织学生进行探究性学习。教师在课堂上要最有效地利用时间创设情境，给学生营造思维的空间和时间，让学生积极主动地参与到自主探究的学习中来。 学习过程是学习者自己的活动，只有自己参与到学习中去，获得的知识才能更牢固。高中阶段，学生自主学习的意识已经很强，自主学习能力已初步具备，但还有待于教师去进一步提高，自学的效果还取决于教师的引导。教师要引导学生在学习新课之前就先接触新知识，并动用已有的知识储备去进行探究，亲自揭开知识那神秘的面纱，提前占领学习这块主阵地。这样使师生共同进入学习过程中时，学生不再有陌生的感觉，更能融入到课堂教学之中，更能轻松愉快地接受知识，更能形成师生双方和谐的、平等、合作的关系。 下面我从高考题入手，选取有针对性的例题，通过对例题进行分析探究，让学生感知高考命题的意图，剖析学生分析问题的思路，培养解决问题的能力。 2.1电磁感应中的力学问题 命题意图：考查理解能力、推理能力，以及分析综合能力。 例1.如图1所示，两根平行金属导端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20m.有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数k=0.020T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直.在t=0时刻，轨固定在水平桌面上，每根导轨每m的电阻为r=0.10Ω/m，导轨的金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=6.0s时金属杆所受的安培力. 自主探究： 【解题思路】以a示金属杆运动的加速度，在t时刻，金属杆与初始位置的距离L=at. 此时杆的速度v=at， 杆与导轨构成的回路的面积S=Ll， 回路中的感应电动势E=S+Blv. 而B=kt . ==k 回路的总电阻R=2Lr， 回路中的感应电流I=， 作用于杆的安培力F=BlI， 解得F=t， 代入数据得F=1.44×10N. 总结规律： (1)方法：从运动和力的关系着手，运用牛顿第二定律和电磁感应规律求解。 (2)基本思路：受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二定律列方程求解。 (3)注意安培力的特点： 实际上，纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力，电磁感应中多一个安培力，安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力也随之而变，导致物体的运动状态发生变化，在分析问题时要注意上述联系。 2.2导体棒切割磁感线问题 导体棒切割磁感线的运动一般有以下几种情况：匀速运动、在恒力作用下的运动、恒功率运动，等等。现以在恒力作用下的运动举例分析。 例2.如图2所示，一对平行光滑R轨道放置在水平地面上，两轨道间距L=0.20m，电阻R=1.0Ω;有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆与轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动.测得力F与时间t的关系如图3所示.求杆的质量m和加速度a. 自主探究： 解析：导体杆在轨道上做匀加速直线运动，用v表示其速度，t表示时间，则有v=at. ① 杆切割磁感线，将产生感应电动势E=BLv ② 在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流I=E/R③ 杆受到的安培力为F=IBL ④ 根据牛顿第二定律，有F-F=ma⑤ 联立以上各式，得F=maat ⑥ 由图线上各点代入⑥式，可解得a=10m/s，m=0.1kg. 总结规律： 导体棒在恒定外力的作用下由静止开始运动，速度增大，感应电动势不断增大，安培力、加速度均与速度有关，当安培力等于恒力时加速度等于零，导体棒最终匀速运动。整个过程加速度是变量，不能应用运动学公式。 2.3电磁感应与电路规律的综合应用 例3.匀强磁场磁感应强度B=0.2T，磁场宽度L=3rn，一正方形金属框边长ab=1m，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图4所示，求： (1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I-t图线; (2)画出ab两端电压的U-t图线. 自主探究： 解析：线框进人磁场区时E=BLv=2V，I==2.5A， 方向沿逆时针，如图实线abcd所示，感应电流持续的时间t=0.1s. 线框在磁场中运动时：E=0，I=0， 无电流的持续时间：t==0.2s， 线框穿出磁场区时：E=BLv=2V，I==2.5A. 此电流的方向为顺时针，如图4虚线abcd所示，规定电流方向逆时针为正，得I-t图线如图5所示. (2)线框进入磁场区ab两端电压：U=Ir=2.5×0.2=0.5V. 线框在磁场中运动时，b两端电压等于感应电动势： U=BLv=2V. 线框出磁场时ab两端电压：U=E-Ir=1.5V. 由此得U-t图线如图6所示. (1)电路问题 ①确定电源：首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体(电源)，其次利用E=n或E=BLvsinθ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 ②分析电路结构，画等效电路图。 ③利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等。 (2)图像问题 ①定性或定量地表示出所研究问题的函数关系。 ②在图像中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映。 ③画图像时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达。 将线框的运动过程分为三个阶段，第一阶段ab为外电路，第二阶段ab相当于开路时的电源，第三阶段ab是接上外电路的电源。 总而言之，在高中物理教学中教师应引导学生开展自主探究性学习，从高考题入手，让学生自主分析探究例题，加以引导总结出规律，使学生感知高考命题的意图，剖析学生分析问题的思路，进而培养学生的能力。
查了史料，没有确切的日子，形成成果是是当年7月21日 1819年冬，奥斯特在哥本哈根开设了一个讲座，讲授电磁学方面的课题。在备课中，奥斯特分析了前人在电流方向上寻找磁效应都未成功的事实，想到磁效应可能像电流通过导线产生热和光那样是向四周散射的，即是一种横向力，而不是纵向的。1820年春，奥斯特安排了一个这方面的实验，他采用讲演时常用的电池槽，让电流通过一根很细的铂丝，把一个带玻璃罩的指南针放在铂丝下面，实验没有取得明显的效果。1820年4月的一天晚上，奥斯特在讲课中突然出现了一个想法，讲课快结束时，他说：让我把导线与磁针平行放置来试试看。当他接通电源时，他发现小磁针微微动了一下。这一现象使奥斯特又惊又喜，他紧紧抓住这一现象，连续进行了3个月的实验研究，终于在1820年7月21日发表了题为《关于磁针上的电流碰撞的实验》的论文。这篇仅用了4页纸的论文，是一篇极其简洁的实验报告。奥斯特在报告中讲述了他的实验装置和60多个实验的结果，从实验总结出：电流的作用仅存在于载流导线的周围；沿着螺纹方向垂直于导线；电流对磁针的作用可以穿过各种不同的介质；作用的强弱决定于介质，也决定于导线到磁针的距离和电流的强弱；铜和其他一些材料做的针不受电流作用；通电的环形导体相当于一个磁针，具有两个磁极，等等。奥斯特发现的电流磁效应，是科学史上的重大发现。它立即引起了那些懂得它的重要性和价值的人们的注意。在这一重大发现之后，一系列的新发现接连出现。两个月后安培发现了电流间的相互作用，阿拉果制成了第一个电磁铁，施魏格发明电流计等。安培曾写道：“奥斯特先生……已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了。”奥斯特的发现揭开了物理学史上的一个新纪元。奥斯特不只是一位著名的物理学家，还是一位优秀的教师。他的讲课有表演，有分析。他非常重视实验，他说过“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，因为归根到底，所有的科学进展都是从实验开始的。”
电光效应 历史版本某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性，物质的折射率因外加电场而发生变化的现象为电光效应.电光效应包括泡克耳斯(Pockels)效应和克尔(Kerr)效应。电光效应是指某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性的效应。电光效应包括克尔效应和泡克耳斯效应[1]。折射率与所加电场强度的一次方成正比改变的为Pockels效应或线性电光效应，1893年由德国物理学家泡克耳斯(Friedrich Carl Alwin Pockels ,1865 - 1913)发现.折射率与所加电场强度的二次方成正比改变的为Kerr效应或二次电光效应，1875年由英国物理学家克尔(John kerr,1824-1907)发现。利用电光效应可以制作电光调制器,电光开关,电光光偏转器等,可用于光闸,激光器的Q开关和光波调制,并在高速摄影,光速测量,光通信和激光测距等激光技术中获得了重要应用.当加在晶体上的电场方向与通光方向平行,称为纵向电光调制(也称为纵向运用);当通光方向与所加电场方向相垂直,称为横向电光调制(也称为横向运用).利用电光效应可以实现对光波的振幅调制和位相调制.[编辑本段]克尔效应1875年英国物理学家J.克尔发现，玻璃板在强电场作用下具有双折射性质，称克尔效应(Kerr effect)。后来发现多种液体和气体都能产生克尔效应。观察克尔效应的实验装置。内盛某种液体（如硝基苯）的玻璃盒子称为克尔盒，盒内装有平行板电容器，加电压后产生横向电场。克尔盒放置在两正交偏振片之间。无电场时液体为各向同性，光不能通过P2。存在电场时液体具有了单轴晶体的性质，光轴沿电场方向，此时有光通过P2（见偏振光的干涉）。实验表明 ，在电场作用下，主折射率之差与电场强度的平方成正比。电场改变时，通过P2的光强跟着变化，故克尔效应可用来对光波进行调制。液体在电场作用下产生极化，这是产生双折射性的原因。电场的极化作用非常迅速，在加电场后不到10-9秒内就可完成极化过程，撤去电场后在同样短的时间内重新变为各向同性。克尔效应的这种迅速动作的性质可用来制造几乎无惯性的光的开关——光闸，在高速摄影、光速测量和激光技术中获得了重要应用。[编辑本段]泡克耳斯效应1893年由德国物理学家F.C.A.泡克耳斯发现。一些晶体在纵向电场（电场方向与光的传播方向一致）作用下会改变其各向异性性质，产生附加的双折射效应。例如把磷酸二氢钾晶体放置在两块平行的导电玻璃之间，导电玻璃板构成能产生电场的电容器，晶体的光轴与电容器极板的法线一致，入射光沿晶体光轴入射。与观察克尔效应一样，用正交偏振片系统观察。不加电场时，入射光在晶体内不发生双折射，光不能通过P2。加电场后，晶体感生双折射，就有光通过P2。泡克耳斯效应与所加电场强度的一次方成正比。大多数压电晶体都能产生泡克耳斯效应。泡克耳斯效应与克尔效应一样常用于光闸、激光器的Q开关和光波调制等。[编辑本段]电光效应实验【实验目的】1.掌握晶体电光调制的原理和实验方法。2.学会用简单的实验装置测量晶体半波电压，电光常数的实验方法。观察电光效应所引起的晶体光性的变化和会聚偏振光的干涉现象。【学史背景】当给晶体或液体加上电场后,该晶体或液体的折射率发生变化，这种现象成为电光效应.电光效应在工程技术和科学研究中有许多重要应用，它有很短的响应时间(可以跟上频率为1010Hz的电场变化)，可以在高速摄影中作快门或在光速测量中作光束斩波器等。在激光出现以后,电光效应的研究和应用得到迅速的发展，电光器件被广泛应用在激光通讯，激光测距，激光显示和光学数据处理等方面。【实验原理】1.一次电光效应和晶体的折射率椭球由电场所引起的晶体折射率的变化，称为电光效应.通常可将电场引起的折射率的变化用下式表示：n = n0 + aE0 +bE02+……式中a和b为常数,n0为不加电场时晶体的折射率。由一次项aE0 引起折射率变化的效应，称为一次电光效应，也称线性电光效应或普克尔(Pokells)效应；由二次项bE02引起折射率变化的效应，称为二次电光效应，也称平方电光效应或克尔(Kerr)效应。一次电光效应只存在于不具有对称中心的晶体中，二次电光效应则可能存在于任何物质中，一次效应要比二次效应显著。 光在各向异性晶体中传播时,因光的传播方向不同或者是电矢量的振动方向不同，光的折射率也不同。如图1，通常用折射率球来描述折射率与光的传播方向,振动方向的关系。晶体的一次电光效应分为纵向电光效应和横向电光效应两种.纵向电光效应是加在晶体上的电场方向与光在晶体里传播的方向平行时产生的电光效应;横向电光效应是加在晶体上的电场方向与光在晶体里传播方向垂直时产生的电光效应.通常KD*P(磷酸二氘钾)类型的晶体用它的纵向电光效应,LiNbO3(铌酸锂)类型的晶体用它的横向电光效应.本实验研究铌酸锂晶体的一次电光效应,用铌酸锂晶体的横向调制装置测量铌酸锂晶体的半波电压及电光系数,并用两种方法改变调制器的工作点,观察相应的输出特性的变化.2.电光调制原理要用激光作为传递信息的工具,首先要解决如何将传输信号加到激光辐射上去的问题,我们把信息加载于激光辐射的过程称为激光调制,把完成这一过程的装置称为激光调制器.由已调制的激光辐射还原出所加载信息的过程则称为解调.因为激光实际上只起到了"携带"低频信号的作用,所以称为载波,而起控制作用的低频信号是我们所需要的,称为调制信号,被调制的载波称为已调波或调制光.按调制的性质而言,激光调制与无线电波调制相类似,可以采用连续的调幅,调频,调相以及脉冲调制等形式,但激光调制多采用强度调制.强度调制是根据光载波电场振幅的平方比例于调制信号,使输出的激光辐射的强度按照调制信号的规律变化.激光调制之所以常采用强度调制形式,主要是因为光接收器一般都是直接地响应其所接受的光强度变化的缘故.激光调制的方法很多,如机械调制,电光调制,声光调制,磁光调制和电源调制等.其中电光调制器开关速度快,结构简单.因此,在激光调制技术及混合型光学双稳器件等方面有广泛的应用.电光调制根据所施加的电场方向的不同,可分为纵向电光调制和横向电光调制.利用纵向电光效应的调制,叫做纵向电光调制,利用横向电光效应的调制,叫做横向电光调制.这次实验中,我们只做LiNbO3晶体的横向调制实验.【实验仪器】电光效应实验仪,电光调制电源,接收放大器,He-Ne激光器,二踪示波器和万用表.(1)晶体电光调制电源.调制电源由-200V—+200V之间连续可调的直流电源,单一频率振荡器(振荡频率约为1kHz),音乐片和放大器组成,电源面板上有三位半数字面板表,可显示直流电压值.晶体上加的直流电压的极性可以通过面板上的"极性"键改变,直流电压的大小用"偏压"旋钮调节.调制信号可由机内振荡器或音乐片提供,此调制信号是用装在面板上的"信号选择"键来选择三个信号中的任意一个信号.所有的调制信号的大小是通过"幅度"旋钮控制的.通过前面板上的"输出"插孔输出的参考信号,接到二踪示波器的一个通道与被调制后的接收信号比较,观察调制器的输出特性.(2)调制器.调制器由三个可旋转的偏振片,一个可旋转的1/4波片和一块铌酸锂晶体组成,采用横向调制方式.晶体放在两个正交的偏振片之间,起偏振片和晶体的x轴平行.检偏振片和晶体之间可插入1/4波片,偏振片和波片均可绕其几何轴旋转.晶体放在四维调节架上,可精细调节,使光束严格沿晶体光轴方向通过.(3)接收放大器.接收放大器由3DU光电三极管和功率放大器组成.光电三极管把被调制了的氦氖激光经光电转换,输入到功率放大器上,放大后的信号接到二踪示波器,同参考信号比较,观察调制器的输出特性.交流信号输出的大小通过"交流输出"旋钮调节.放大器内装有扬声器,用来再现声音调制信号,放大器面板上还有"直流输出"插孔,接到万用表的200mV直流电压档,用于测量光电三极管接收到的光强信号的大小.【实验内容】1.观察晶体的会聚偏振光干涉图样和电光效应形象(1)调节激光管使激光束与晶体调节台上表面平行,同时使光束通过各光学元件中心(这一步老师已调好,学生不要动).调节起偏振片和检偏振片正交,且分别平行于x轴,y轴,放上晶体后各器件要细调,精细调节是利用单轴晶体的锥光干涉图样的变化完成的.由于晶体的不均匀性,在检偏振片后面的白屏上可看到一弱光点,然后紧靠晶体前放一张镜头纸,这时在白屏上可观察到单轴晶体的锥光干涉图样,如图4.一个暗十字图形贯穿整个图样,四周为明暗相间的 图 4同心干涉圆环,十字形中心同时也是圆环的中心,它对应着晶体的光轴方向,十字形方向对应于两个偏振片的偏振轴方向.在观察过程中要反复微调晶体,使干涉图样中心与光点位置重合,同时尽可能使图样对称,完整,确保光束既与晶体光轴平行,又从晶体中心穿过的要求,再调节使干涉图样出现清晰的暗十字,且十字的一条线平行于x轴.这一步调节很重要,调节的好坏,直接影响下一步的测量,因此,一定要耐心,仔细调节.注意此时放大器的电源要关掉,激光光点应落在白屏上,而不能对准光电三极管,以免烧坏.(2)加上直流偏压时呈现双轴晶体的锥光干涉图样,它说明单轴晶体在电场的作用下变成了双轴晶体.(3)两个偏振片正交时和平行时干涉图样是互补的.(4)改变直流偏压的极性时,干涉图样旋转90°.(5)只改变直流偏压的大小时,干涉图样不旋转,只是双曲线分开的距离发生变化.这一现象说明,外加电场只改变感应主轴方向的主折射率的大小,折射率椭球旋转的角度与电场大小无关.2.测定铌酸锂晶体的透过率曲线(即T～U曲线),求出半波电压,再算出电光系数.在我们实验中,用两种方法测量铌酸锂晶体的半波电压,一种方法是极值法,另一种方法是调制法.(1)极值法晶体上只加直流电压,不加交流信号,把直流电压从小到大逐渐改变,输出的光强将会出现极小值和极大值,相邻极小值和极大值对应的直流电压之差即是半波电压.具体做法是:取出镜头纸,光电三极管接收器对准激光光点,放大器的直流输出接到万用表上,万用表调到200mV直流档.为了使光电三极管不致损坏,在起偏振片前再加一块偏振片作为减光片,加在晶体上的电压从零开始,逐渐增大,注意万用表读数的变化,当读数超过200mV时,应旋转减光片,使光强减小,再增大直流偏压到最大,保持万用表的读数始终不超过200mV,再减小直流偏压到零,若万用表的读数始终不超过200mV,则可以开始测量数据了.加在晶体上的电压在电源面板上的数字表读出,每隔5V增大一次,再读出相应的万用表的读数作为接收器接收到的光强值.(2)调制法晶体上直流电压和交流信号同时加上,与直流电压调到输出光强出现极小值或极大值对应的电压值时,输出的交流信号出现倍频失真,出现相邻倍频失真对应的直流电压之差就是半波电压.具体做法是:按下电源面板上"正弦"键,把电源前面板上的调制信号"输出"接到二踪示波器的CH2上,把放大器的调制信号接到示波器的CH1上,把CH1,CH2上的信号做比较,调节直流电压,当晶体上加的直流电压到某一值U1时,输出信号出现倍频失真,再调节直流电压,当晶体上加的直流电压到另一值U2时,输出信号又出现倍频失真,相继两次出现倍频失真时对应的直流电压之差U2-U1就是半波电压.这种方法比极值法更精确,因为用极值法测半波电压时,很难准确的确定T～U曲线上的极大值或极小值,因而其误差也较大.但是这种方法对调节的要求很高,很难调到最佳状态.如果观察不到两次倍频失真,则需要重新调节暗十字形干涉图样,调整好以后再做本内容.3.改变直流偏压,选择不同的工作点,观察正弦波电压的调制特性电源面板上的信号选择按键开关可以提供三种不同的调制信号,按下"正弦"键,机内单一频率的正弦波振荡器工作,产生正弦信号,此信号经放大后,加到晶体上,同时,通过面板上的"输出"孔,输出此信号,把它接到二踪示波器的CH1上,作为参考信号.改变直流偏压,使调制器工作在不同的状态,把被调制信号经光电转换,放大后接到二踪示波器的CH2上,和CH1上的参考信号比较.选择5个不同的工作点40V,80V,120V,160V,200V,观察接收信号的波形并画出图形.工作点选定在曲线的直线部分,即U0=/2附近时是线性调制;工作点选定在曲线的极小值(或极大值)时,输出信号出现"倍频"失真;工作点选定在极小值(或极大值)附近时输出信号失真,观察时调制信号幅度不能太大,否则调制信号本身失真,输出信号的失真无法判断由什么原因引起的,把观察到的波形描下来,并和前面的理论分析作比较.做这一步实验时,把电源上的调制幅度,调制器上的输入光强,放大器的输出,示波器上的增益(或哀减)这四部分调好,才能观察到很好的输出波形.4.用1/4波片改变工作点,观察输出特性在上述实验中,去掉晶体上所加的直流偏压,把1/4波片置入晶体和偏振片之间,绕光轴缓慢旋转时,可以看到输出信号随着发生变化.当波片的快慢轴平行于晶体的感应轴方向时,输出信号线性调制;当波片的快慢轴分别平行于晶体的x,y轴时,输出光失真,出现"倍频"失真.因此,把波片旋转一周时,出现四次线性调制和四次"倍频"失真.值得注意的是,不仅通过晶体上加直流偏压可以改变调制器的工作点,也可以用1/4波片选择工作点,其效果是一样的,但这两种方法的机理是不同的.5.光通讯的演示按下电源面板的"音乐"键,此时,正弦信号被切断,输出装在电源里的"音乐"片信号.拔掉交流输出插头,输出信号通过接收放大器上的扬声器播放,可听到音乐.如改变直流偏压的大小,则会听到音乐的音质有变化,说明音乐也有失真和不失真.用不透明的物体遮光,则音乐停止,不遮光,则音乐又响起,由此说明激光可以携带信号,实现光通讯.把音乐信号接到示波器上,可以看到我们听到的音乐信号的波形,它是由振幅相的不同频率的正弦波迭加而成的.【注意事项】1.He-Ne激光管出光时,电极上所加的直流电压高达千伏,要注意人身安全.2.晶体又细又长,容易折断,电极是真空镀的铝膜,操作时要注意,晶体电极上面的铝条不能压的太紧或给晶体施加压力,以免压断晶体.3.光电三极管应避免强光照射,以免烧坏.做实验时,光强应从弱到强,缓慢改变,尽可能在弱光下使用,这样能保证接收器光电转换时线性性良好.4.电源和放大器上的旋钮顺时针方向为增益加大的方向,因此,电源开关打开前,所有旋钮应该逆时针方向旋转到头,关仪器前,所有旋钮逆时针方向旋转到头后再关电源.
电光效应是指在电场的作用下，晶体的介电常数，即其折射率发生改变的效应。 假设极化强度P与所加电场有线性关系，但这是一级近似。事实上电场与材料的介电常量，对于光频场，也就是材料折射率n，有此关系：n=n0+aE0+bE02+···。式中：n0是没有加电场E0时介质的折射率；a、b是常数。这种由于外加电场所引起的材料折射率的变化效应，称为电光效应（electro-optical effect）。等式右边第二项aE0与n为线性关系，称为线性电光效应或称普克尔斯（Pockels）效应；第三项为二次电光效应，也称克尔（Kerr）电光效应。 一次电光效应：没有对称中心的晶体，如水晶、钛酸钡等，外加电场与n的关系具有一次电光效应。该是具有圆球的（光各向同性）折射率体。对于电光陶瓷，由于电场诱发的双折射的折射率差为：△n=n3rcE。式中rc为电光陶瓷的电光系数；n为折射率；E为所加电场。 二次电光效应：对于光各向同性的材料，在加上外加电场后，由于二次电光效应诱发的双折射的折射率差为：△n=ne-n0=ΚλE2。式中k为电光克尔常数；λ为人射光真空波长；E为外加电场强度。具有显著克尔效应的透明介质一般为液体，如硝基苯（C6H5NO2）、硝基甲苯（C7H7NO2）等。这些各向同性的液体的分子却是各向异性的，在足够强的电场作用下，分子作有序排列，致使整体呈现各向异性，光轴与电场方向一致。 介质因电场作用引起变化的现象称为电光效应。折射率和电场的关系可表示为：n=n0+ aE + bE2+……式中n0是 E=0 时折射率，a 和 b 是常数，其中电场一次项引起的变化称为线性电光效应，由 Pokels 于 1893 年发现，故也称为 Pokels 效应，一般发生于无对称中心晶体中。
[1] 作者姓名，作者姓名.参考文献题目[J]. 期刊或杂志等名称，年份，卷(期数)：页码. [2] 刘凡丰. 美国研究型大学本科教育改革透视[J] . 高等教育研究，2003，5(1)：18-19. 没有卷的就直接写2003（1）（本条为期刊杂志著录格式） [3] 谭丙煜.怎样撰写科学论文[M].2版.沈阳：辽宁人民出版社，1982：5-6.（本条为中文图书著录格式） [4] 作者姓名. 参考文献题目[D].南京：南京农业大学，2002：页码.（本条为硕士、博士论文著录格式） [5] 作者姓名. 参考文献题目[N].人民日报，2005-06-12.（本条为报纸著录格式） [6] 作者姓名. 参考文献题目[C]// 作者姓名.论文集名称.城市：出版单位（社），年代：页码.（本条为论文集著录格式） [7] 外国作者姓名. 参考文献题目[M].译者（名字），译.城市：出版单位，年代：页码.（本条为原著翻译中文的著录格式，多个译者可写为：***，***，***，等译.）
1、论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录：目录是论文中主要段落的简表。（短篇论文不必列目录）3、提要：是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文：（1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义,并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容：a.提出-论点；b.分析问题-论据和论证；c.解决问题-论证与步骤；d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期）：作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是：（1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。（2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
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
文献综述是对某一方面的专题搜集大量情报资料后经综合分析而写成的一种学术论文，它是科学文献的一种。格式与写法文献综述的格式与一般研究性论文的格式有所不同。这是因为研究性的论文注重研究的方法和结果，特别是阳性结果，而文献综述要求向读者介绍与主题有关的详细资料、动态、进展、展望以及对以上方面的评述。因此文献综述的格式相对多样，但总的来说，一般都包含以下四部分：即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲，在根据提纲进行撰写工。前言部分，主要是说明写作的目的，介绍有关的概念及定义以及综述的范围，扼要说明有关主题的现状或争论焦点，使读者对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓。主题部分，是综述的主体，其写法多样，没有固定的格式。可按年代顺序综述，也可按不同的问题进行综述，还可按不同的观点进行比较综述，不管用那一种格式综述，都要将所搜集到的文献资料归纳、整理及分析比较，阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述，主题部分应特别注意代表性强、具有科学性和创造性的文献引用和评述。总结部分，与研究性论文的小结有些类似，将全文主题进行扼要总结，对所综述的主题有研究的作者，最好能提出自己的见解。参考文献虽然放在文末，但却是文献综述的重要组成部分。因为它不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据，而且为读者深入探讨有关问题提供了文献查找线索。因此，应认真对待。参考文献的编排应条目清楚，查找方便，内容准确无误。关于参考文献的使用方法，录著项目及格式与研究论文相同，不再重复。
它是一种二维晶体，其特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，超过电子在一般导体中的运动速度。将石墨剥离，形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。
中国的 海面底潜飞行器 绝对的航母舰队的杀手,据说两架这种飞行器就能灭掉整个航母编队.厉害就厉害在它能瞬间底潜海底20到50米.后又可以瞬间跃升海面10到80米,而且在导弹来袭的时候可以迅速的逃逸,有很高的隐僻能力,在声无息中靠近航母编队十公里的距离,厉害,绝对的尖端科技..美国的 电磁炮,炮弹射出去有几十马赫的速度,炮弹打在目标物上就像一辆大卡车以高速撞击目标物一样的效果,绝对的大杀器,美国方面宣布将在不久后装备部队.还有很多像美国的激光防空武器,实验成功..中国的东风21反舰弹道导弹,科技含量高就高在它是弹道导弹打海上移动中的目标,以前苏联就搞过这个咚咚没搞成..俄罗斯T-50战机的等离子体隐身术,,中国神秘的歼14战机,,美国的战车式的直升机能在天上飞能在地上跑,厉害..还有英国的反物质炸弹,据说威力比核弹还要大很多啊,人类又向着灭绝走进了一步,,
中国现在也有电磁炮了，是真的电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的洛伦兹力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。早在2006年8月，中国军方在内蒙古炮兵靶场对超高速电炮进行了首次实验，25公斤的弹丸被发射到250公里以外的预定区域，实验获得圆满成功。中国超高速电炮研究，虽起步稍晚，但在其先进的超导技术支持下进展迅速，现在世界一些主要的国家如美、俄等，都在研究这种新概念武器，中国电磁发射技术并不比先进国家落后，更有可能首先拥有和使用这种超高速动能武器。
作战方式颠覆传统 （此回答供参考） /来自中华网社区 club.china.com/ -----------/来自中华网社区 club.china.com/ 新概念武器是相对于传统武器而言的高新技术武器群体，目前正处于研制和探索之中，它在原理、杀伤破坏机理和作战方式上，与传统武器有显著不同。主要包括定向能武器、动能武器和军用机器人。>定向能武器，是指武器的能量沿一定方向传播，并在一定距离内有杀伤破坏作用，在其他方向则没有。如激光武器、微波武器和粒子束武器等。动能武器，是能发射高速弹头、利用弹头动能直接撞毁目标的武器，如动能拦截弹、电磁炮等；军用机器人，可用于执行战斗任务、实施工程保障等。目前正在研制的新概念武器，还有网络战武器、非致命武器等。动能武器：火炮要"脱胎换骨" "水炮"：固体发射药火炮的终结者 ----------- 液体发射药火炮又称“水炮”，是一种以液体发射药代替固体发射药的新型火炮。目前，许多国家都在研究液体发射药炮。有专家预测，液体发射药火炮的诞生，是火炮技术的革命性发展，将在未来战争中取代固体发射药火炮。 >与固体发射药火炮相比，液体发射药火炮省去了药筒等装置，结构简化，使火炮、弹丸的重量减轻，提高了发射速度；液体发射药能量高，增大了弹丸的初速和射程；液体发射药具有很强的稳定性，其储存安全方便，即使被击中也不易爆炸。 电磁炮：能发射各类导弹 ----------- 是一种用电磁作动力的发射装置，由导轨、大电流直流脉冲电源和开关等组成。两条导轨之间用滑块连接，发射时将弹丸放在滑块前。当导轨接通电源时，就会产生强磁场，在强磁场作用下，滑块上的金属箔片转化为高速等离子体，等离子体推动弹丸，将弹丸从导轨上发射出去。 >电磁炮的最大特点，是发射的炮弹初速高。美国海军试验的电磁轨道炮，把3公斤重的炮弹以7马赫的高速发射出去，成为世界上飞行速度最快的炮弹家族成员。弹丸初速高，射程就远，能攻击远距离目标。同时，弹丸在空中飞行时间减少，可提高射击命中精度。它还能发射各类导弹，而且不像传统导弹那样需携带燃料飞行，从而降低了导弹的造价。军用机器人"文武双全" 机器人火炮：装填效率高 ----------- 它可以代替人完成输弹、装填和发射等任务。美国陆军研制出一种 155毫米机器人火炮，它在M109式榴弹炮的炮塔上，安装了一套机器人弹药输送和装填系统。 >该系统由液压传动和操纵，由机械手、自动输弹盘和快速输弹机等部分组成，机械手能轻松抓起45公斤重的弹丸。射击时，机械手将弹丸放在自动输弹盘上，输弹机能在10秒内装填3发炮弹，速度比人工操作快很多。 微型无人作战平台：没有最小，只有更小 ----------- 随着微机电、微制造技术的快速发展，微型无人作战平台显示出巨大的应用价值。目前，世界研究的微型无人作战平台，主要有微型飞行器和微型机器人。 >微型飞行器具有良好的隐蔽性，可执行低空侦察、通信、电子干扰和对地攻击等任务。美国研发的“微星”无人机，是一种可由单兵手持发射的微型飞行器，长度小于15厘米，重量不足18克，因形体微小，即使在防空雷达附近盘旋，也难以被探测到。它在侦察的同时，还能攻击地面活动目标，可谓“文武双全”。 >微型机器人可分为厘米、毫米和微米尺寸机器人，有一定智能，可在微空间进行可控操作或采集信息，能执行常人无法完成的任务，可批量廉价制造。美国研制的一种可探测核生化战剂的微型机器人，只有几毫米大。还有一种正在研发中的“黄蜂”微型机器人，只有几十毫克重，可携带某种极小弹头，能喷射出腐蚀液或导电液，攻击敌方装备的关键电子部件。网络战武器：攻防兼备 道高一尺，魔高一丈 ----------- 计算机病毒对信息系统的破坏作用，已引起各国军方的高度重视，一些国家正大力发展网络战进攻与防御的装备和手段，主要包括计算机病毒武器、高能电磁脉冲武器、纳米机器人、网络嗅探和信息攻击技术等。 >为了成功地实施信息攻击，外军还在研究网络分析器、软件驱动嗅探器、硬件磁感应嗅探器等网络嗅探武器，以及信息篡改、窃取和欺等信息攻击技术。 美军：计算机病毒发源地 ----------- 美国军方的计算机网络攻防武器种类繁多，其攻击性武器主要有：计算机病毒武器、芯片细菌武器和微米/纳米机器人等。美军投资7亿美元用于“病毒武器开发计划”，邮件炸弹、特洛伊木马等数以千计的计算机病毒，正在形成系列并不断推陈出新。 >在黑客组织方面，美国国防部成立了信息战“红色小组”，这些组织在演习中扮作假想敌，攻击自己的信息系统，以发现系统的结构隐患和操作弱点，并及时修正。同时也入侵别国的信息系统和网络，甚至破坏对方的系统。 俄军：某些技术领先于美军 ----------- >俄罗斯军方的计算机网络攻防武器，因受军费开支影响较小而发展较快，特别是网络攻击性武器，已研制出用于破坏或降低敌方信息作战系统效能的多种病毒武器，有些已领先于美国。如“远距离无线注入病毒武器”，可通过无线电频道或通信线路注入对方计算机网络，对其指挥中枢构成直接威胁。 五花八门的非致命武器 非致命武器是为使人员或装备失去功能，而专门设计的武器系统，按作用对象分为反装备和反人员两大类。 超级润滑剂 ----------- 采用含油聚合物微球、无机润滑剂等原料，复配而成的摩擦系数极小的化学物质。主要用于攻击机场跑道、航母甲板、铁轨、高速公路、桥梁等目标，可有效地阻止飞机起降和列车、军车前进。 超级腐蚀剂 ----------- 是一些对特定材料具有超强腐蚀作用的化学物质。设想一下，对坦克手来说，刀枪不入的复合装甲在这种腐蚀剂的作用下变软，该是多么可怕的事情！ 次声波武器 ----------- 是一种能发射20赫兹以下低频声波，即次声波的大功率武器，可穿透1.5米厚的混凝土。它虽然难闻其声，却能与人体生理系统产生共振。目前研制的次声波武器，分神经型和内脏器官型两种，前者能使人神经错乱，癫狂不止；后者能使人体脏器发生共振，周身产生剧烈不适感，进而失去战斗力。 幻觉武器 ----------- 是一种运用全息投影技术，从空间站向云端或战场上的特定空间，投射有关影像、标语、口号的激光装置，可谓最直接的心理战武器。它的作用是从心理上骚扰、恫吓和瓦解敌军，使其恐惧厌战，继而放弃武器逃离战场。 黏性泡沫 ----------- 属于一种化学试剂，喷射在人员身上立刻凝固，从而束缚人员的行动。美军在索马里行动中使用了一种“太妃糖枪”，喷出的化学黏稠剂可将人员包裹起来，使其失去抵抗能力。目前美国已开发出了第二代肩挂式黏性泡沫发射器。
应变效应：金属导体的电阻值，随着它受力所产生机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生变化的现象，称之为金属的电阻应变效应。电阻应变测量(电测法)是实验应力分析中使用最广泛和适应性最强的方法之一。该方法是利用电阻应变计(简称应变片或电阻片)作为敏感元件，用应变仪作为测量仪器，通过测量可以得出受力构件上的应力、应变的一种实验方法。测量时，将应变计牢固地贴在构件上，构件变形连同应变计一起变形，应变计的变形产生了电阻的变化，通过测量电桥使这微小的电阻变化转换成电压或电流的变比，经过信号放大，将其变换成构件的应变值而显示出来，完成上述转换工作的仪器叫应变仪。电测法的特点：（1）测量精度高、范围广。（2）应变片尺寸小，重量轻，粘贴方便，对试件的工作状态和应力分布影响很小。（3）频率响应快，机械滞后小。利用该方法不仅可测构件在静载作用下的应变，而且可以测动载下和冲击载荷下的应变。（4）可在恶劣的环境下测量。如在高温、低温、深水结构、强磁场及核辐射等条件下测量。（5）可对运动状态下的结构实测。如可对高速旋转的飞轮和轴、行驶中的汽车、拖拉机等进行实测。（6）自动化程度高，可实现遥控测量。局限性：（1）一枚应变片只能测量一个“点”，而且测出的应变只能代表栅长范围内的平均应变。（2）应变片一般只能测构件表面的应力、应变．对结构内部的三维应力测量很难进行。（3）尽管应变片尺寸小，但对应力集中的测量，仍不够精确。
电阻应变片工作原理电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。2、应变片的种类、材料及粘贴金属电阻应变片的种类有丝式和箔式两种。1）丝式：直径0．01～0．05mm，材料为胶膜、纸、玻璃纤维布等。图1 金属电阻应变片的结构2）箔式应变片：直径0．003~0．01mm原理：它是利用照相制版或光刻腐蚀法将电阻箔材在绝缘基底上制成各种图形的应变片；优点：1）敏感栅尺寸准确，线条均匀；2）其弯头横向效应可以忽略；3）可通过较大的电流；4）散热性好，寿命长；5）生产效率高；3、电阻应变片的特性（一）电阻应变片主要特性：1）灵敏系数2）横向效应3）机械滞后，零漂及蠕变4）温度效应5）应变极限、疲劳寿命6）动态响应特性（二）应变片的温度误差及补偿由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差。1）电阻温度系数的影响敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：rt=r0（1+α0δt） δrα=rt-r0=r0α0δt2）试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。试件与电阻丝线膨胀系数不同时，产生附加电阻变化。由于温度变化而引起的应变片总电阻相对变化量为：
应变效应应用范围十分广泛，可测量应变、应力、力矩、位移、加速度、扭矩等物理参量。电阻式应变片应用模式有两种，一是将应变片粘贴于弹性刚体上组成平衡电桥，然后接到转换电路，构成专用应变传感器；二是将应变片粘贴于被测物体上，然后接到专用应变仪直接读取应变量。1.专用应变传感器的应用 应变式扭矩传感器结构见图14-8。使机械部件转动的力矩称为转动力矩，任何转动部件在转动力矩的作用下，都会产生不同程度的扭曲变形，尤其是表面蠕变，所以一般也称转动力矩为扭矩。图14-8中卷筒扭矩的大小用T=FD/2来表示。当转动轴表面产生蠕变时，也会使组成平衡电桥的电阻应变片阻值发生变化，同理输出电压或电流产生跃变，其跃变值直接反映扭矩的大小。 一体化压阻式压力传感器是利用半导体材料的压阻效应和集成工艺研发出的一种固态传感器，它没有可动部件。压变片采用硅片光刻制成，平衡电桥及输出放大电路均密封在保护壳体中，所以也称固态传感器。它在工业测量中多用于与应变有关的力、重力、压力、压差、液位、真空度等物理参数的测量。压阻式压力传感器的结构见图14-9。方形虚线区为固态传感器的压力承受区，也是传感器的核心部分，它采用光刻技术在单晶硅膜片上制成四个等值电阻，并组成平衡全桥。压阻R2、R4距受压中心较近，且长边受压，它们所感受的应变应为正值(拉应变)；压阻R1、R3距受压中心较远，且短边受压，它们所感受的应变应为负值(压应变)。与上述原理一样，当固态传感器中心受压时，也会造成电桥平衡破坏，其输出电压直接反映受压值的大小。压阻式固态传感器可以测量储罐液位见图14-10。测量时将重锤落在基准板上，此时的液位视值应为PI=H1pg。p为被测介质混合密度；g为重力加速度；P1为所测介质重力。将P1=Hlpg整理代人H =H1+H2式，有：这种投入式液位计可测范围较宽，并且不受被测介质性质的影响，测量准确度与混合密度p和被测介质是否静止有关。