電磁學百度百科(電磁學百科)

電磁力是看不見、摸不著的，但它卻無時無刻不在我們的世界中存在。它的范圍從恒星演化發(fā)出的大量輻射到你的手機進入電梯后突然減弱的信號。它遠至宇宙深處，近至我們周圍。

什么是電磁學？生活中哪里可以找到它？電磁干擾是如何產(chǎn)生的？會影響智能汽車的“大腦”嗎？在飛機上關(guān)閉手機有什么大不了的嗎？如何保證電磁安全？

中國之聲、中央電視臺攜手中國科協(xié)青少年科技中心推出全媒體系列科普欄目——大師班《科學家講科學》。20位著名院士暢談熱點話題，為公眾答疑解惑。本期我們邀請中國工程院院士、北京航空航天大學教授蘇東林和科普創(chuàng)作者周喆，聊聊你不知道的電磁學奧秘。

“人類對電磁現(xiàn)象的探索從未停止”

蘇東林表示，人類認識電磁現(xiàn)象的時間比形成理論的時間要長得多。我國是最早認識磁現(xiàn)象的國家之一。智慧的古人很早就將磁鐵用于醫(yī)療、尋路等方面，并利用磁鐵的方向性，制造了可以引導方向的儀器，——司南，并從司南重新創(chuàng)造出來。發(fā)明了指南針。明朝鄭和利用指南針實現(xiàn)了遠洋航海的壯舉。

電磁學早已應用于生活生產(chǎn)的各個方面，推動了人類文明的進步。

中國地質(zhì)博物館陳列的漢代《思南》原本

別再找了！電磁一直在你身邊

蘇東林表示，隨著電磁學的發(fā)展不斷迎來新的突破，我們對電磁學的認識已經(jīng)從了解、掌握到利用。我們周圍的所有帶電設備都與電磁密切相關(guān)。

例如，微波爐利用變化的電磁場使食物分子不斷運動，然后將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能來加熱食物；4G和5G手機也是利用電磁場和電磁波可以傳輸信息的原理，實現(xiàn)了人與人之間的聯(lián)系。人與人之間的無線通信。

電磁學的應用十分廣泛，許多重大工程都與電磁學密切相關(guān)。例如，我國的FAST天眼——是世界上最大、性能最強的單口徑射電望遠鏡，通過匯聚宇宙電磁波來進行天文觀測活動。

電磁干擾后果嚴重！

蘇東林表示，電磁學的發(fā)展道路并不是一帆風順的。電磁學現(xiàn)在已經(jīng)連接了陸地、海洋、空中和太空，但同時也面臨著日益嚴重的電磁干擾現(xiàn)象，甚至對國防經(jīng)濟建設產(chǎn)生了重大影響。

在電磁環(huán)境中，電磁干擾現(xiàn)象隨時可見，常常給正常生活帶來困擾和不便，甚至可能造成重大災難。例如，看電視時，屏幕圖像閃爍?？赡艿脑蛑皇请娨曋車懈蓴_信號。這些干擾信號可能來自電磁爐、電風扇、冰箱、按摩椅等電器。

電磁干擾并不總是人為的

蘇東林介紹，電磁干擾分為自然電磁干擾和人為電磁干擾。

自然電磁干擾是自然界固有的、與人類活動無關(guān)的電磁干擾現(xiàn)象。例如天空打雷、放電等現(xiàn)象。此外，太陽系中經(jīng)常出現(xiàn)強電磁現(xiàn)象。太陽和太陽系中的行星都會發(fā)出輻射和電磁干擾，造成復雜的電磁環(huán)境。

2019年5月5日，俄羅斯一架客機被雷擊，事故造成41人死亡。

人為電磁干擾主要存在于工業(yè)、交通和商業(yè)環(huán)境中。電子設備工作時，設備內(nèi)的電路中會流過交流電。該電流會通過輻射或傳導的方式向空間及周圍設備輻射或傳導電磁能，從而以一定的概率對其他設備造成電磁干擾。

電動汽車有什么問題嗎？你首先問電磁學怎么樣

蘇東林表示，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)逐漸走進生活。它們在帶來便利的同時，也面臨著一些問題。這些智能網(wǎng)絡連接系統(tǒng)的節(jié)點和網(wǎng)絡一旦發(fā)生電磁故障，就會引發(fā)影響范圍廣、區(qū)域影響巨大的安全事故。

第一類敏感現(xiàn)象：遙控器發(fā)出制動指令，電機驅(qū)動器啟動不正確，車輪轉(zhuǎn)動。（干擾信號源輸出信號頻率150MHz，功率-15dBm）

第二類敏感現(xiàn)象：遙控器發(fā)出轉(zhuǎn)向指令，誤踩剎車。（信號源輸出信號頻率100MHz，功率-15dBm）

2014年，蘇東林團隊進行了電磁干擾如何導致智能電動汽車出現(xiàn)重大故障的研究。實驗過程中，實驗人員在行駛中的汽車旁邊添加了瞬態(tài)電磁干擾，導致電動汽車系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導致汽車無法剎車。實驗表明，在一定強度的電磁干擾下，智能汽車控制系統(tǒng)發(fā)生故障的概率會大大增加。

不要認真對待在飛機上關(guān)閉手機！

蘇東林表示，飛機起降時，要嚴格使用導航、與塔臺通訊等功能，確保飛機安全。因此，在這個過程中，需要保證這些設備的工作萬無一失。導航系統(tǒng)的信號通常由天空中的導航衛(wèi)星發(fā)射，然后由飛機接收。信號相對較弱。在這種情況下，如果手機產(chǎn)生能夠?qū)е聦Ш较到y(tǒng)發(fā)生故障的信號強度，或者類似的頻譜，就會對導航造成一定程度的干擾。

周哲表示，這更多的是需要警惕的事情。即使科學概率很低，我們也必須防止這種最壞情況的發(fā)生。

蘇東林表示，隨著電磁兼容技術(shù)的進步，飛機本身的電磁兼容設計和抗干擾設計越來越好，手機產(chǎn)生的干擾越來越弱。目前的一些飛機在起飛后可以繼續(xù)使用電子設備，但無線遙控設備除外。

防患于未然才是最重要的！

蘇東林表示，電磁安全問題之所以引起關(guān)注，是因為它們往往發(fā)生在瞬間。如果不及早預防，出現(xiàn)問題時很難預警，很可能瞬間造成大規(guī)模影響。

“為了能夠提前做好電磁安全工作，把問題消滅在萌芽狀態(tài)，我們必須像偵探一樣不斷撥開迷霧，尋找可能導致電磁安全問題的根源和規(guī)律，把突發(fā)情況消滅在萌芽狀態(tài)?！北M可能地搖籃。我們自主研發(fā)的電磁干擾檢測儀可以獲取并分析電子系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁發(fā)射數(shù)據(jù)，從而定位電子系統(tǒng)中的電磁故障?！?/p>

科研人員測試使用電磁干擾元素綜合檢測分析儀

“熱”電磁需要熱心的你！

從個人角度來看，電磁學可能有點“冷”，但這并不意味著它很遙遠。

蘇東林說，其實大家每天無時無刻都在和電磁打交道。凡是用電的地方，凡是需要連接的地方，都離不開電磁，但我們卻把它當作像呼吸空氣一樣平常的東西而忽略了它。電磁確實有溫度，而且我們每天都要和它打交道，所以它一定是熱的。

從宏觀角度看，當前，世界各國圍繞電磁頻譜、電磁環(huán)境效應、電磁安全等領(lǐng)域制定了中長期發(fā)展規(guī)劃，不斷凸顯自身在電磁領(lǐng)域的主導地位，并將其列為作為國家競爭力的核心技術(shù)之一，電磁學相關(guān)專業(yè)的受歡迎程度也在不斷上升。

“每當我國裝備發(fā)展遇到重大挑戰(zhàn)時，國防電磁領(lǐng)域往往會沖鋒陷陣，解決了國家最緊迫的問題。國防科技工業(yè)的發(fā)展靠的是我們自己的努力和研究。這就是“我們電磁人的使命是什么，正是因為這種挑戰(zhàn)和重要性，這個專業(yè)也給我們帶來了巨大的成就感和榮譽感。我們歡迎有志青年滿懷熱情投身于電磁相關(guān)專業(yè)?！碧K東林說。