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人工电磁材料的思考（人工电磁材料的思考与感悟）
发布时间：2023-06-13 01:31:54
稿源：
创意岭 阅读：
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大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于人工电磁材料的思考的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
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本文目录:
如何人工制造电磁场呢
什么叫可能实现。。。早就实现了人工制造电磁场举例：
直流电容器中的静电场，线圈通电后产生的静磁场。
电磁炉上方的交变磁场，交流电容器中的交变电场。
人工制造一定波长和频率的电磁波举例：
各种发射天线，例如手机发射天线，卫星发射天线等，均利用电路和天线结构，发射一定频率/波长的电磁波（这里一定频率就是一定波长啦，它们在真空中就差一个光速，光速除以频率等于波长）。
激光器，利用原子/分子越迁，制造一定频率/波长的可见光，红外线，紫外线等等。
人工制造电磁波接收点举例：
各种接收天线，例如收音机天线，手机接收天线，电视天线等等。
硅光电池，光电倍增管，CCD(就是数码相机感光元件)等光探测器
注意，光是电磁波的一类，无线电波也是电磁波的一类。
早在19世纪末，无线电波的产生、传播、接收实验就成功了，20世纪初就开始用来传递信息了（就是发射天线-接收天线的组合）。已经实现了一个多世纪的事情，你怎么还问 可能实现么。。。
人工电磁场的建立与特点
频率测深法像大地电磁测深法一样，也是依据不同频率电磁波在导电介质中具有不同 穿透深度的性质，达到研究地层电阻率的垂向变化，解决地质构造问题。所不同的是频率 测深法所利用和研究的场源是人工在地下建立的电磁场，其优越之处是场源具有可控性。
（一）人工电磁场的建立
人工电磁场的激发方式有两种，其中一种是利用接地电极A和B将交变电流送入地下，当AB距离不是很大且与场源到测量电极MN之间距离相比小得多时（图4-59（a））；由此 而形成的电磁场就相当于水平电偶极子的场，该装置称为水平电偶极子装置。另一种激发装 置为垂直磁偶极子装置。它是利用不接地发射线框，即用导线在地表设置一线圈，在其中输 入交变电流，于是其周围便形成了电磁场，该场相当于垂直磁偶极子的场。这种装置要求其 线圈直径与场源到测量装置之间的距离相比小得多，如图4-59（b）所示。
图4-59 频率测深的场源形式
（二）人工电磁场的特点
上述地表电偶极场及磁偶极场所产生的电磁波，均向四面八方传播。由于所用频率较 低（几十至100kHz），属于低频偶极子的场，对于地下绝大多数的非磁性导电介质而言，可以忽略位移电流的影响，视之为似稳定场，即在距场源较远的地段可以认为电磁波的传 播是以平面波的形式垂直入射于地表面。
当测量电极位于供电偶极附近时，即“近区”观测，被测参数值仅取决于直接的感应 因素，而不决定于地电断面参数。理论分析表明，当观测点（MN的中点）与供电偶极的 中心之间的距离r小于0.1倍波长λ，即r＜0.1λ时，对勘探目的而言是毫无意义的。此 时电场与直流电偶极子的场一样，磁场只与断面参数无关的正常偶极子场有关。只有当 r＞0.1λ时，观测到的电场才与直流场有差别（变成具有平面电磁波的特征且垂直入射于 地表面），磁场特点才开始与地电断面参数有关，而且极距r越大，地电断面参数对被测 电磁场的影响也越大。一般说来，电极距r大于6～8倍研究深度时，即在“远区”观测 时，才能明显反映地电断面参数对被测电磁场的影响。
比较水平电偶极场与垂直磁偶极场发现，后者场强的衰减较前者快得多，使场的观测 有困难。因此，在较大深度的探测中多采用电偶极场源。但由于磁偶极子场是用不接地线 圈所形成的，对某些地区还是适用的，故在解决浅层问题的探测中经常采用。
怎么使基波和二次谐波都发生谐振
设计一种双谐振电磁材料结构,其二次谐波频率和基波频率同时满足谐振条件。仿真结果表明双谐振模式能够有效的提高本人工电磁材料结构产生二次谐波的效率,在入射电磁波功率为0dBm时,双谐振模式下得到的反射二次谐波的能量比单谐振模式下得到的反射二次谐波的能量大3dB。(3)讨论了利用后向波特性控制二次谐波的辐射方向,选取人工电磁材料领域常用到的金属线和开口环两种结构,结合变容二极管的模型文件,在人工电磁材料的左手频域内选择了一个频率点使基波和二次谐波的波矢量刚好满足相位匹配的条件。四层结构与单层结构出现明显的不同。仿真结果表明,功率在-20dBm到20dBm区间内反射的二次谐波功率均大于透射的二次谐波功率,这表明了我们设计的结构的合理性以及证明了利用相位匹配的方法提高实现二次谐波的功率,即反射增强。
人工磁场有哪些用处？
磁场有很大的用处，如仪表和喇叭里需要永久磁铁，高能加速器中带电粒子需要靠磁场帮助加速，电动机和发电机需靠磁场才能转动和发电……在多数情况下，人们希望磁场的强度越大越好。
过去，人工制造的永磁材料磁性都不太强。从60年代到70年代，人们相继发现将钐、镨等稀土元素与金属钴和钛等稀土元素与金属铁合成的永磁材料磁性特别强。用这种稀土钴和稀土铁永磁材料做成的永久磁铁是迄今为止磁性最强的永久磁铁，已在工业、农业、宇航等部门得到了应用。
尽管如此，磁性最强的稀土钴和稀土铁永久磁铁，即使磁路设计得相当合理，其磁极附近的表面磁场强度也不过80万安每米左右，远远不能满足一些特殊的需要。
目前，人们应用的电磁铁，可以获得比永久磁铁强得多的磁场强度，但要依靠电磁铁却很难获得800万安每米的磁场强度。1961年世界上第一台超导磁体诞生了。这种磁体主要是用超导材料做成的。在低于一定温度时，超导材料会突然失去电阻，呈现超导状态。利用超导材料这一性质，可以在超导体中产生很大的电流，从而产生很强的磁场，而消耗的电能却很少。十几年来，超导磁体越做越大，超导磁场越做越强。现在，1200万安每米以上的超导磁体的制造技术已经相当成熟，1600万安每米以上的超导磁体也已制成。这样规模的超导磁场是迄今为止世界上能实用的最强的人工稳恒磁场了。随着优质超导材料的出现，超导磁场的强度可望得到进一步提高。例如，1974年新发现了一种名叫铅钼硫化合物的第二类超导材料，它的上临界磁场强度可达4800万安每米。
1960年左右，意大利科学家用“爆聚法”获得了非常强的脉冲磁场。到了70年代末，人们用这种方法已经得到了高达16000万安每米的脉冲磁场。
以上就是关于人工电磁材料的思考相关问题的回答。希望能帮到你，如有更多相关问题，您也可以联系我们的客服进行咨询，客服也会为您讲解更多精彩的知识和内容。
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