大师课堂丨对话苏东林院士:电磁“玄学”,规律几何?
电磁 , 看不见摸不着 , 却时刻真实存在于我们的世界中 。 大到恒星演化抛洒出的巨量辐射 , 小到进电梯后手机突然变弱的信号;远到宇宙深处 , 近到我们身边 , 都有电磁的身影 。
什么是电磁?生活中在哪些地方能找到它?电磁干扰是如何产生的?它会影响智能汽车的“大脑”吗?坐飞机关手机 , 是不是小题大做?电磁安全靠什么来保障?
中国之声、央视频携手中国科协青少年科技中心 , 推出全媒体系列科普栏目——大师课堂《科学家讲科学》 。 20位院士名家畅谈热点事件 , 为公众科普答疑 。
本期有请中国工程院院士、北京航空航天大学教授苏东林和科普创作人周哲 , 一起畅谈你所不知道的电磁的奥秘 。
“人类对电磁现象的探索从来没有停止过”
苏东林:人类察觉到电磁现象比形成理论的时间要久远的多 。 我国是对磁现象认识最早的国家之一 , 古代对“磁”最早的解释记载于《管子》中:“上有慈石者 , 其下有铜金 。 ”智慧的古人很早就将磁石应用于医疗、寻路等 , 并且利用磁石的指向性制造出了可以指引方向的仪器——司南 , 又从司南再创造发明了指南针 。 明代的郑和就是利用了指南针 , 才能有远洋航海的壮举 。
电磁早已被利用到了生活生产的方方面面 , 推动了人类文明的进步 。
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展示于中国地质博物馆的汉代司南复原件
别找了!电磁一直在你身边
苏东林:随着电磁发展不断迎来新的突破 , 如今我们对电磁的认识也早已从认识、掌握发展到了利用 , 我们身边所有带电的设备 , 都与电磁有着密切的关系 。
比如 , 微波炉就是利用不断变化的电磁场 , 使食物的分子不断地运动 , 进而将电磁能量转化为热能来实现加热食品;4G、5G手机也是用了电磁场与电磁波可以传递信息的原理 , 实现了人与人之间的无线通信 。
电磁的应用非常广泛 , 许多重大工程也和电磁紧密相关 。 比如我国的FAST天眼——世界上口径最大、功能最强的单口径射电望远镜 , 就是通过汇聚宇宙中的电磁波 , 进行天文观测活动的 。
电磁干扰 , 后果很严重!
苏东林:不过电磁的发展道路也并非一帆风顺 , 电磁现在已将陆海空天连为一体 , 但同时也面临着日益严峻的电磁干扰现象 , 甚至对国防经济建设产生重大影响 。
在电磁环境中 , 电磁干扰现象是随时可见的 , 经常会给正常生活带来烦恼和不便 , 甚至可能引发重大灾难 。
比如 , 在观看电视时 , 屏幕画面出现闪烁 , 其中可能的原因之一就是电视机周围有干扰信号 。 这些干扰信号有可能就来自于电磁炉、电风扇、冰箱、按摩椅等电器 。
1989年 , 加拿大魁北克州发生过一次大停电 , 这次停电长达12个小时 , 致使600万人受到了影响 。 电网突然断电 , 且从开始断电到完全断电 , 仅用了92秒 , 看起来这是一种神秘的力量 , 在操纵着这次的断电事件 。 实际上 , 这股神秘力量就是电磁 , 是太阳产生的强烈磁爆 , 经过一系列的作用 , 产生的强大的感应电流 , 烧毁了电路系统 , 从而引发了断电 。
电磁干扰不一定都是人为的
苏东林:电磁干扰分为自然电磁干扰和人为电磁干扰 。
自然电磁干扰是自然界所固有的 , 与人的活动无关的电磁干扰现象 。 比如天空打雷放电等现象 。 此外 , 太阳系也常常发生强烈的电磁现象 , 太阳及太阳系的行星都会发出辐射和电磁干扰 , 引发复杂的电磁环境 。 例如 , 太阳黑子爆发可能会造成电力系统全面停电 , 使地球上的无线电通信中断 。
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