第三章 磁对人类的贡献

磁在各个领域的应用非常广，对人类的贡献也非常大。在工业上，从磁悬浮列车到磁选矿机、电磁阀等，几乎遍及所有行业；在军事上，有电磁武器以及雷达、隐形飞机等，几乎所有电磁化的武器装备都离不开磁；在航天与太空探索上，太空望远镜、卫星、宇宙飞船等都用到磁；在医学上，有着各种各样的电磁治疗仪器，比如，CT、核磁共振等；在我们的日常生活中，更是多的数不胜数。希望能通过本章的阅读，使你对磁的应用有更直观和清晰的认识，产生更浓厚的兴趣。
 
磁在工业上的应用
 奇妙的磁悬浮列车
磁悬浮是利用“同性相斥，异性相吸”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。
磁悬浮技术是起源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。
70年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。
因为磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的典型的高新技术。随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论及新型电磁材料的发展和转子动力学的进展，磁悬浮技术得到了长足的发展。
目前世界上有3种类型磁悬浮技术，即日本的超导电动磁悬浮、德国的常导电磁悬浮和中国的永磁悬浮。
永磁悬浮技术是中国大连拥有核心及相关技术发明专利的原始创新技术。据技术人员介绍，日本和德国的磁悬浮列车在不通电的情况下，车体与槽轨是接触在一起的，而利用永磁悬浮技术制造出的磁悬浮列车在任何情况下，车体和轨道之间都是不接触的。
上海磁悬浮列车是“常导磁斥型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。是利用“同性相斥”原理设计，是一种排斥力悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁和铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的排斥力使车辆浮起来。
磁悬浮列车可以减少轨道摩擦阻力，消除撞击产生的震动，有利于保护零件，节约资源；列车在铁轨上方悬浮运行，铁轨与车辆不接触，不但运行速度快，能超过500千米/小时，而且运行平稳、舒适，易于实现自动控制；无噪音，不排出有害的废气，有利于环境保护；可节省建设经费；运营、维护和耗能费用低。
磁悬浮列车会是21世纪理想的超级特别快车，世界各国都十分重视发展磁悬浮列车。中国和日本、德国、英、美等国都在积极研究和发展这种车。
 神奇的电磁选矿机
磁在工业上的应用十分广泛而实际，尤其是利用磁进行矿选方面的工作，不仅可以节约大量的劳动力，还能高效率的进行筛选工作。
磁选机可以高效率的使用于资源回收制造业，比如，木材业、矿业、窑业、化学、食品等其他工场。还能进行矿物的筛选，尤其适用于粒度3mm以下的窑烧制造业、化工、食品、焙烧矿、钛铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿等物料的湿式磁选，也用于煤、非金属矿、建材等物料的除铁作业，是产业界使用最广泛的、通用性高的机种之一。
在极其繁琐的选矿生产线中，磁选机是不可或缺的设备，磁选机配合着矿机、提升机、传送机、粉碎机等才能组成完整的选矿生产线。经过洗净和分级的矿物混合料在传送到磁选机上时，由于各种矿物的磁化系数不同，经由磁力和机械力将混合料中的磁性物质会自动分离开来。
在选矿方面，较早的出现的是电磁选矿机，后来，随着科技的发展，以强磁永磁铁为基础的稀土磁力辊分选机干式磁选的发展与电磁选矿机相比提高了分选效果和处理能力，并降低了基建费用和生产成本。在减少机器所需占地面积方面，这种方法也是有利的。
如果有机会我们亲眼目睹电磁高梯度磁选机的话，这种磁选机还是很神奇的。它是通过磁性线圈产生高梯度的磁化磁场，对矿物产生不同梯度的磁性吸力，进而把磁性矿物和非磁性矿物分离开来。
 磁力“清洁工”——除铁器
我们都熟悉，吸铁石可以将碎铁屑、细小铁茉、铁丝牢牢的吸附起来，因而，在工厂生产中，可以利用大型吸铁石的吸附性吸取不必要的碎铁屑，这样既可以节约大部分时间，又能更好的保证工人的生命安全。
除铁器，是一种能产生强大磁场吸引力的设备，它能够将混杂在物料中的铁磁性杂质清除掉，以保证输送系统中的破碎机、研磨机等机械设备安全正常工作，同时可以有效地防止因大、长铁件划裂输送皮带的事故发生，亦可显著提高原料品位。
按磁力来源不同，可分为电磁除铁器和永磁除铁器。电磁除铁器实质上是一种直流电磁铁，其励磁线圈在通电过程中产生强磁场，将非磁性物料中的铁件吸起。永磁除铁器是以高矫顽力、高剩磁的稀土磁性材料钕铁硼和铁氧体组成磁源，以形成强力磁场，用于吸除铁磁性杂物。
除铁器可以广泛的适用于、陶瓷、玻璃、水泥、建材、化工、食品、冶金、矿山、选煤厂、电厂、轻工、耐火材料及饲料加工行业，在新兴的垃圾处理工业中，也需要除铁器回收废物中的钢铁。
 “聪明”的电磁阀
阀门在我们日常生活中也许都不是太陌生，厨房里面的天然气管道阀门以及水管上面的阀门，虽然阀门总是隐藏在不为人知的管道内部，但是，它的的作用是不可替代的。
随着人类对磁的进一步开发利用，电磁阀的应用越来越广泛，电磁阀以其高效率、高水平、高性能的优点倍受人们关注。
电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两边有电磁铁，哪面的磁铁线圈通内部的阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来挡住排油孔。
这其中的进油孔是常开着的，因而液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来满足油缸的正常运转需要。这样的话，仅仅通过控制电磁铁的电流通断就可以控制整个机械运动了。
经过实践证明，电磁阀的最大优点就是可以利用电磁力来作用于密封在电动阀门隔磁套管内的铁芯来完成工作，不会存在动密封的困扰，所以外漏易堵绝。电动阀力矩控制不易，容易产生内漏，甚至拉断阀杆头部。而电磁阀的结构型式容易控制内泄漏，甚至是完全可以防止泄漏事故的发生。所以，电磁阀使用特别安全，尤其适用于腐蚀性、有毒或温度极其不稳定的介质。
其次，电磁阀是开关信号控制，与计算机连接十分方便，尤其是现在高科技计算机技术雄踞市场的年代，电磁阀的作用更加显得尤为必要。
还有就是电磁阀只需简单的动作，就会自动保持预定的阀位，平时一点也不耗电。电磁阀外形尺寸小，既节省空间，又轻巧美观。
 高效的电磁流量计
工业革命的到来，以及石油等液体在工业生产上的广泛应用，促使科学家加快了研发流量计的脚步。如今，流量计已在国防、计量、石油、化工、科研各部门中获得广泛应用。
电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律工作的，用来测量电导率大于5μs/cm的导电液体的流量，是一种测量导电介质流量的仪表。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。
当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。电磁流量计除了可以测量一般导电液体的流量外，还可以用于测量强酸、强碱等强腐蚀性液体和均匀含有液固两相悬浮的液体，如泥浆、矿浆、纸浆等。
电磁流量计密封性能好，还可用于自来水和地下水道系统。而且测量过程不与流体接触，适于制药、生物化学和食品工业。这种流量计还可检测血液流量。
另外，电磁流量计还可以广泛的应用于海洋勘测、科学实验、生物制药、交通运输、环境保护工程等众多领域。

磁在军事上的应用
在现代战争中，磁的应用更加广泛。特别是电磁武器和磁性材料在决定战争胜负方面发挥着越来越重要的作用。
电磁波在军事上的应用异常丰富。所谓电子对抗（又称电子战）便是指敌我双方利用专门的设备、器材产生和接收处于无线电波段内的电磁波，以电磁波为武器，阻碍对方的电磁波信号的发射和接收，保证自己的发射和接收。
未来的军事战争中，电磁武器将要以灭绝人寰、残酷到极限、威力足以摧毁整个宇宙的爆炸力的辐射攻击人类了，电磁武器重则威力超过原子弹，轻则引起气象灾害，暴风雨、龙卷风、持续干旱，世界各大国都在加紧研究和开发利用。
 电磁枪
电磁枪有两种，一种是利用磁力驱动子弹射出的电磁枪，另一种是不发射子弹，而是发射电磁波来攻击目标的电磁枪。
发射电磁波的电磁枪
电磁波对人体是有害的。据说，美国有人提出设计电磁枪，该电磁枪将会“诱发癫痫病那样的症状”。
另有一种所谓的“热枪”，采用的是电磁波段中的微波。热枪能够产生使人体温升高至40.6~41.7℃的作战效果，让敌人不舒服、发烧甚至死亡。
1980~1983年，一个叫埃尔登·伯德的美国人，从事了海军陆战队非杀伤性电磁武器的研究。他说：“我们正在研究大脑里生物电的活动和如何影响这种活动。”他发现，通过使用频率非常低的电磁辐射，可使动物处于昏迷状态。
此外，他还设计了磁场的反应实验，指出：“这些磁场是非常微弱的，但结果是非杀伤性的可逆转的。我们可以使一个人暂时伤残。”
发射子弹的电磁枪
利用磁力来驱动子弹的电磁枪有2种：
1. 线圈式电磁枪：这种电磁枪是利用瞬时脉冲电流，使枪管上的驱动线圈产生强磁场，吸引铁磁性物质向磁阻最低的方向运动，当子弹运动到线圈中点（磁阻最低）时断电，子弹依靠惯性飞出。这是目前DIY线圈式电磁枪最简单的原理。
2. 轨道式电磁枪：这种枪（炮）原理相对简单，但是难于制作，以两根导体作为发射架，子弹卡在发射架间作为整个电路的一部分，然后通入超大电流，使发射架产生强磁场，推动子弹运动，子弹射出后电路会自动断电。
 威力巨大的电磁炮
电磁炮，顾名思义不再是利用火药，而是采用电磁力来发射炮弹。在强大的电流推动下，电磁炮发射的炮弹比传统火炮速度快得多。炮弹出膛速度达到7~8倍的音速，射程有400~500公里。空气阻力会逐渐降低炮弹的速度，但到达目标时仍有5倍的音速。而一般的子弹和炮弹的出膛速度连3倍音速都不到。
美国海军于2011年成功试射了电磁炮，这种电磁炮的炮弹速度达5倍音速，射程远达110海里（200公里）。美国海军研究部宣称：“这次试射成功，对未来将这先进武器运用于海上又往前迈进一步”。电磁炮是革命性的海战武器，炮弹可以击中500公里外的目标，并达到5米的精度，摧毁一切目标。
美国人从上世纪80年代玩星球大战的时候，就开始研究这个东西了。而中国也是与此同时完成了对电磁炮的理论论证，并从那时起就开始进行实用化的研究，经过近20年的努力，已经结出丰硕的成果。
2010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。目前，中国设计师正在对超高速电炮进行改进，主要是加大弹丸的发射重量，以达到发射50公斤级以上制导炮弹的水平。
迄今为止，电磁武器的研制离实战要求仍有较大距离，其中最大的困难是电磁波的功率问题。由于电磁场能量随距离的增大而迅速减弱，如此能量的波束难以瞄准相应的目标，这些原因导致电磁武器的研究远远落后于声波武器和激光武器。
 未来的磁力飞机
法国有一位作家西拉诺·德·别尔热拉克，写了一本讽刺小说，名叫《月国史话》，书中内容谈到一件这样的怪事。
有一次他做物理实验，竟莫名其妙地被他心爱的磁力飞机一块带上了天空。过了几个小时后，他才得重新返回到地面上。这时候的确让他很是惊奇不已，以为自己还会在欧洲呢，原来已经飞到加拿大去了，这位法国作家对于自己这次出人意外的横跨大西洋的飞行，却认为是自然而然的事。
他解释的理由是：在一个原先研究实验好的旅行家、科学实验家面前，这些常人绝对想不到的事情，比如是，离开地表面实现跨洲飞行，就会显得很现实合理了。解释到：我们这行星还是和从前一样在从西向东转，因而，在升空和降落的这段时间里，在自己的脚下已经不是法兰西，而是美洲大陆了。
科学家们曾经很大胆的设想，如果将地面铺上磁铁，飞机上也装上磁铁，并且使它们的磁性相同，那么飞机不就能和地面“相斥”而浮起来吗？
20世纪60年代，超导技术的发展，为磁力飞机的产生带来了可能。一般磁体要产生1万高斯的磁力，需要供给160千瓦电；而用超导磁体，只需几百瓦电，就可以产生这样大的磁力。用这样的超导磁体，就有期望造出磁力飞机来。
1972年，日本用超导技术试制了一辆磁力火车。报道说这个磁力火车可以载客4人，悬在铁轨上运行，这样，就为磁力飞机的诞生打下了基础。科学家准备让磁力飞机在真空管道里飞行，由于里面没有空气，不会有空气阻力，这样它的速度可以达到1600千米/小时。
目前，这一未来飞机仍在研发设计中，希望不久的将来我们能够目睹这一未来飞机的风采。
 恐怖骇人的磁武器
恐怖的磁威力
1961年10月，前苏联在新地岛上空进行了磁武器威力的试验，不仅毁灭了爆心附近的一切，还对数千千米范围内的电子系统产生冲击，苏军地面的防空雷达被烧坏，无法探测空中的飞行目标；1962年，美国在约翰斯顿岛上空进行磁威力空爆核试验后，距约翰斯顿岛很远的檀香山却陷入一片混乱。防盗报警器响个不停，街灯熄灭，动力设备一个个被摧毁；1999年3月24日北约对南联盟的轰炸中，美国使用了尚在试验的电磁脉冲武器，使南联盟部分地区的国家电视台设施瘫痪了3个多小时。
科学家们研制出一种特殊装置，它可以向电离层发射高频电磁波来干扰电离层，从而使依靠电离层作为反射层的广播电台和雷达失效。并且足够强大的电磁波能使一些气象要素受到干扰，从而引起气象灾害：诸如，暴风雨、龙卷风、持续干旱等等。
飞行物并非唯一可发射破坏性电磁脉冲的磁武器，英国航空航天公司正在建造一个固定于轮船上的电磁枪。这个名为“高能微波”的武器非常彪悍，足以使30多艘快艇的所有发动机失灵。
然而，陆地交通工具很快也将装备这样的电磁大炮。美国希望于2013年部署射频车辆拦阻器，美国负责射线枪试验的国防部非杀伤性武器联合局正在研制该设备。
它是一种安装在装甲车顶部的微波发射器，其外形就像一只小型碟式卫星电视天线。当其瞄准另一辆车时，可导致该车的发动机失灵、有关机器和导航的一切设备全部瘫痪。
磁武器的武器研发
磁武器爆炸不仅仅会使机器设备瘫痪，而且对人类本身的伤害更不可小视。美国新研制的电磁能源和武器，被称为“杀人雷达”，它能使人的肌肉不能随意运动，能控制人的感情和行动，给人催眠或给人传递睡眠暗示，干扰人的记忆，使记忆发生错乱，眼睛出血，并且这种武器能够通过加热人体皮肤内的水分来起作用。
磁武器可以攻击任何装备了现代化电子设备的武器系统，特别是能够攻击隐身武器装备。能够使导弹和雷达的操纵人员、飞机驾驶员以及炮手、坦克手等的生理功能紊乱（如烦躁、头痛、记忆力减退、神经错乱以及心脏功能衰竭等），导致武器系统失灵；能够使隐身武器装备瞬间加热而后化作一缕袅袅升起的青烟；微波辐射形成的瞬变电磁场可使金属表面产生感应电流，通过天线、导线、电缆和各种开口或缝隙耦合到卫星、导弹、飞机、舰艇、坦克、装甲车辆等内部，破坏各种敏感元件，使元器件产生状态反转、击穿，出现误码、记忆信息抹掉等；更吓人的是，能在很短的时间内使目标受高热而破坏，甚至能够提前引爆导弹中的战斗部或炸药。
磁武器是一种利用电磁脉冲为攻击手段的先进武器。其发出的电磁脉冲威力之大相当于几十个闪电的力量。所以能够轻易的破坏敌方雷达、通信系统和武器系统中电子设备等的一类武器。
 能摧毁卫星的激光炮
激光作为武器，有很多独特的优点。首先，它可以用光速飞行，每秒30万公里，任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准，几乎不要什么时间就立刻击中目标。另外，它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量，还能很灵活地改变方向，没有任何放射性污染。
激光武器分为三类：
一是致盲型。属于轻型激光武器，用于致盲敌方的飞机、舰船等。适合于装备在飞机和卫星上。
二是近距离战术型。属于中型激光武器，可用来击落导弹和飞机，适应于大型舰船和地面重武器部队。
三是远距离战略型。属于重型激光武器，需求的能量最大，它可以反卫星、反洲际弹道导弹，成为最先进的大威力重型防御武器，需要较庞大的地面能源设备支持。
激光怎样击毁目标呢？科学家们认为有两个方面：一是穿孔，二是层裂。所谓穿孔，就是高功率密度的激光束使靶材表面急剧熔化，进而汽化蒸发，汽化物质向外喷射，反冲力形成冲击波，在靶材上穿一个孔。
所谓层裂，就是靶材表面吸收激光能量后，原子被电离，形成等离体“云”。“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断，形成“层裂”破坏。除此以外，等离子体“云”还能辐射紫外线或X光，破坏目标结构和电子元件。
激光武器作用的面积很小，但破坏在目标的关键部位上，可造成目标的毁灭性破坏。这和惊天动地的核武器相比，完全是两种风格。
激光武器的效率是比较高的。在防空武器方面，当前主体是导弹，激光武器与之相比消耗费用要便宜得多。例如，一枚“爱国者”导弹要60~70万美元，一枚短程“毒刺”式导弹要2万美元，而激光发射一次仅需数千美元，今后随着技术的发展，激光发射一次的费用可降至数百美元。
 
磁在航天与导航测量上的应用
 全能的人造卫星
人造地球卫星是当今科技的伟大创举之一，人造卫星在国防军事、经济生活上都具有非常重要的价值和影响力。有广播、电视、电话使用的通信卫星；有观察天气变化的气象卫星；有对地面物体进行导航定位的导航定位卫星；有地球资源探测卫星和海洋卫星等等等。
而我们经常所关注的天气预防所利用的就是气象卫星，气象卫星可以飞经地球的每个地区，能观察到全球的云图变化，这种卫星的分辨率通常为1公里，可以更加高效率的为我们的生活带来方便。
世界上目前发射的4000多颗卫星中，大部分为军事卫星，这里面包括侦察卫星、导弹预警卫星、导航卫星等等。
众所周知，美国拥有全世界最先进的高科技卫星侦察设备，在以往的军事战争中，发挥着非常重要的作用。比如，美国的高分辨率侦察卫星可以对地面目标进行电子拍照，再以电磁信号把数据发回地面接收站。这种高科技的卫星勘察技术实在令敌军不寒而栗，对于遏制和监控对方的军情设备和军事信息发挥着举足轻重的作用。
卫星通信系统是由空间部分——通信卫星和地面部分——通信地面站构成的。在这一系统中，通信卫星实际上就是一个悬挂在空中的通信中继站。它居高临下，视野开阔，只要在它的覆盖照射区以内，不论距离远近都可以通信，通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。
 万能的雷达
雷达所起的作用与眼睛和耳朵相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，传播的速度都是光速，差别在于它们各自占据的频率和波长不同。
其实，雷达就相当于神话中的千里眼和顺风耳。雷达的工作原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息。
测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。
测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。
雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展（如气象预报、资源探测、环境检测等）和科学研究（天体研究、大气物理、电离层结构研究等）。
雷达的探测精度非常高，以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状。其空间分辨力可达几米到几十米，且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。
 渊博的海洋磁测
随着科技的飞速发展，磁法勘探是当前世界油气资源前期勘探行之有效的技术手段之一。及时获取磁力勘探数据的日变改正资料，对于提高磁法勘探的精度至关重要。
随着中国油气勘探工作走向深海区，获取高精度的磁日变改正资料成为制约磁法勘探走向深海的关键技术问题。
海洋测量船
中国“海洋四号”调查船在执行海洋区调项目中，将其投放到了水深超过2000米水深海底并成功回收，获得了26天完整的海底地磁日变观测数据。此次自研设备获得的数据，可为中国调查船同期在该海域开展综合地球物理调查提供了宝贵的地磁日变改正资料。
海洋磁测是指：用安装在船舶上的磁力仪进行磁测。海洋磁测将探头拖在船后并采用无线电导航。海洋磁测还需进行方位测量、电缆长度试验测量和探头沉放深度试验等。方位测量用以进行船体影响改正。
海洋航空磁测
海洋航空测量采用的是遥感技术，是从通过空中收集地面目标的电磁辐射信息来判认地（水）面、地（水）下地球环境和资源的技术。
任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。把遥感器放在飞机上进行遥感，称为航空遥感。把遥感器装在航天器上进行遥感，称为航天遥感。完成遥感任务的整套仪器设备称为遥感系统。
航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等。
航空磁测的优点是：用安装在飞机上的磁力仪进行磁测。具有快速、不受地面或海面条件的限制。由于飞机距地面一定高度飞行，减弱了地表磁性不均匀影响，更有利于磁力仪记录深部区域地质构造的磁场。
航磁工作中，一般采用无线电导航仪同步照相定位。为消除飞行本身的磁干扰，还需采用特殊的磁补偿技术。
 
磁的医学应用
电磁技术在医学上有着广泛的用途，医学通过研制医学专用设备对人体进行探测，以协助医生诊断疾病和治疗疾病。
 微波杀菌的妙用
微波是频率从300至30000兆赫的电磁波。微波与物料直接相互作用，将超高频电磁波转化为热能的过程。
微波杀菌是利用了电磁场的热效应和生物效应的共同作用的结果。微波对细菌的生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞膜周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢，细胞结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死亡。
微波杀菌正是利用电磁场效应和生物效应起到对微生物的杀灭作用。实践证明采用微波装置在杀菌温度、杀菌时间、产品品质保持、产品保质期及节能方面都有明显的优势。
此外，微波能使细菌正常生长和稳定遗传繁殖的系统彻底破坏掉，这是由若干氢键松弛、断裂和重组，从而诱发遗传基因突变，或染色体畸变甚至断裂。
 红外线的治疗作用
在光谱中波长自0.76至400微米的一段电磁波称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。
我们都知道现在医院里有一种利用红外线进行治疗的仪器，叫红外线治疗仪。那么红外线是如何进行治疗作用的呢？
红外线波长是比较长的，给人的感觉是稍微热热的感觉，产生的效应是热效应。红外线只能穿透到原子分子的间隙中，而不能穿透到原子、分子的内部，由于红外线只能穿透到原子、分子的间隙，会使原子、分子的振动加快、间距拉大，即增加热运动能量。
从宏观上看，物质在融化、在沸腾、在汽化，但物质的本质（原子、分子本身）并没有发生改变，这就是红外线的热效应。由此可见，其和微波的热效应有着一定的区别的。
因此我们可以利用红外线的这种激发机制来烧烤食物，使有机高分子发生变性，但不能利用红外线产生光电效应，更不能使原子核内部发生改变。
红外线照射体表后，一部分被反射，另一部分被皮肤吸收。皮肤对红外线的反射程度与色素沉着的状况有关，能作用到皮肤的表层组织。
短波红外线以及红色光的近红外线部分透入组织最深，穿透深度可达10毫米，能直接作用到皮肤的血管、淋巴管、神经末梢及其他皮下组织。从而对病灶部位起到治疗作用。
 神奇的核磁共振
核磁共振是将人体置于特殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就叫做核磁共振成像。
核磁共振成像技术对疾病的诊断具有很大的潜在优越性和方便性：
1. 可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，不会产生CT检测中的伪影；
2. 不需注射造影剂；
3. 无电离辐射，对机体没有不良影响。
另外，核磁共振对检测脑内血肿、脑外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、积水等颅脑常见疾病非常有效，同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。
此技术的使用在全世界引起了很大的影响，其作用和疗效已然得到世人的关注和认可。
 有效的生物磁疗
中国古时候就有用磁石来治疗眼病和耳聋的记载。现行的中国药典里就收有多种以磁石为主要成分的治疗方。在西方医学史上，磁石也很早入药，古希腊医生用它来做泻药，治疗足痛和痉挛。20世纪以来，医学上对磁现象的应用已发展到诊断、理疗、康复保健等许多方面。
西方出现了磁椅、磁床、磁帽、磁带等保健器械。20世纪50年代末中国市场上也出现了治疗高血压和神经衰弱用的磁性手镯。
1956年日本人发明了用磁带来治疗高血压和肩周炎。近年来美国药物专家试制磁性药丸来攻击肿瘤，引起人们的关注。
现代的磁性药物，是将抗癌药与药性粉末混合，外面由聚氨基酸包膜制成微粒。药物注入人体后，在外磁场的“引导”下，使它停留在癌肿部位的毛细血管里，病人或医生可以用体外的手表式磁场发射器来控制药物的释放，这样既能有效地杀灭癌细胞，又可以减少其他的副作用。
 人体生物磁疗仪
生物磁对人体免疫功能有着深刻的影响，与人的健康有密切关系，免疫功能低下的人，由于抵抗力低、容易患病。
依据磁场对免疫功能的影响，国内外专家从不同角度用不同的方法进行了研究与观察，结果是大多数的实验研究与临床观察表明，磁场可以提高机体免疫力。
低磁场使中枢神经系统的兴奋性增高，强磁场使中枢神经系统兴奋性减低，可以利用这些来改善病人的中枢神经；在磁场作用下人体的痛明显减少，磁场具有镇痛作用，在一定范围内磁场强度越强，镇痛效果越明显。
生物磁可以使皮肤的温度升高。主要由于血管在磁场作用下扩张、血液循环加快所致；生物磁还可以使皮肤电阻下降；生物磁具有降血脂作用已被许多实验和临床观察证实。血脂中的胆固醇对人体健康有着密切关系，高胆固醇血症常引起动脉硬化，危害人体健康。
其实，生物磁之所以能这么神秘有效的检测、缓解、治疗疑难杂症和不治之症，是因为科学研究、实验论证表明：生物磁是人体内客观存在的一种特殊物质，正常人体内生物电、磁在各部位都保持一定的动态平衡。
但人致病后，这种平衡即会被打破而出现异常。因此，当人体内生物电、生物磁出现异常时，如外加以适当强度的磁场，作用于人体适当部位，根据“电磁感应”及磁与磁“同极相斥、异极相吸”的原理，也会使人体内处于异常紊乱状态的生物磁，产生一系列变化，这种变化就会使人体细胞内一些违反常规的电磁运动逐渐趋于正常，疾病随之而有所好转。
 脑电波的应用
在我们这个奇妙的世界里，身边到处充满着奇妙的事情，奇妙的事情里又有许许多多的巧妙的自然现象和原理。
在美国俄亥俄州空军基地的一间实验室里，一位科学家用“意念”进行了一项飞机模拟实验。他没有用手去掌握方向盘或按动键钮，没有用脚去踩踏板，而仅仅靠意念轻轻的操纵着飞机向左拐还是向右拐。
这里所谓的意念不是指那种口中念念有词的咒语，而是在头皮内接上若干电极，接受大脑神经发出的脑电波，经计算机处理后发出相应的操纵“飞机”的指令。在这以前，这个实验室里的科学家通过“意念”已成功地完成了开灯、关灯、转换电视频道等简单工作，这项实验的名称是“脑力驱动控制”。
科学家通过设计复杂程序处理脑电波信息变化来分析大脑想干什么。
一位叫A·琼克的科学家将一条装有电波极的布条捆在头上，并运用信号软件成功地用脑电波操纵了一艘10.7米长的“吉卜赛月亮”号游艇。
奥地利科学家成功的使一位瘫痪病人用脑力驱动控制完成他原来无法自控的排尿。
一位匹茨堡的四肢瘫痪的病人已经能用脑电波玩电子游戏，科学家正在研究怎样用脑力驱动控制机体，使瘫痪病人行走自如。
人脑中有许多的神经细胞在活动着，并且一直在不停的变动着。也就是说，有电器性的摆动存在。而这种摆动呈现在科学仪器上，看起来就像波动一样。
脑中的电器性震动我们称之为脑波。用一句话来说明脑波的话，或许可以说它是由脑细胞所产生的生物能源，或者是脑细胞活动的节奏。
科学家经过研究和科学实验得出，人体也同样广泛地存在着生物电现象，对脑来说，脑细胞就是脑内一个个“微小的发电站”，源源不断的给人体供给电源。因此，我们的大脑无时无刻不在产生脑电波。这些脑电波的变化反映了人脑的思维意识活动，计算机通过记录、分析、读懂这些意识活动，进而控制外部设备，进而实现人类的“心想事成”。
脑力驱动控制从设想伊始至今不过短短十几年，但它所展示的前景却是无可限量的。

磁在日常生活中的应用
 微波炉
微波是一种电磁波。微波炉由电源、磁控管、控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供大约4000伏高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。
在烹调腔的进口处附近，有一个可旋转的搅拌器，因为搅拌器是风扇状的金属，旋转起来以后对微波具有各个方向的反射，所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内。微波炉的功率范围一般为500～1000瓦。从而加热食物。
微波加热的原理简单说来是：当微波辐射到食品上时，食品中总是含有一定量的水分，而水是由极性分子（分子的正负电荷中心，即使在外电场不存在时也是不重合的）组成的，这种极性分子的取向将随微波场而变动。
由于食品中水的极性分子的这种运动，以及相邻分子间的相互作用，产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此，食品的温度也就上升了。
用微波加热的食品，因其内部也同时被加热，使整个物体受热均匀，升温速度也快。
 高效率的电磁炉
电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。是一种高效节能橱具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具。
电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。由高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成。使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。在加热过程中没有明火，因此安全、卫生。
电磁炉工作的时候所产生的感应的电流越大则所产生的热量就越高，煮熟食物所需的时间就越短。因而，按照原理来说，当电磁炉工作时，其上面基本上不会有高温现象的，但是，也有些电磁炉会产生局部高温，总之，在使用的时候一定要注意安全。
 收音机和磁的关系
在1946年底，世界上第一个晶体管的诞生，标志着半导体收音机时代的到来。
收音机的工作原理就是把从天线接收到的高频信号，经检波（解调）还原成音频信号，送到耳机或喇叭变成音波。
天空中存在着各种各样自然产生的和人工发射的不同频率的无线电波。如果把这许多电波全都接收下来，音频信号就会象处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。
为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来，并把不要的信号“滤掉”，以免产生干扰，这就是我们收听广播时，所使用的“选台”按钮。
选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，利用它直接推动耳机（电声器）是不行的，还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电路称为解调，把解调的音频信号送到耳机，就可以收到广播。
 手表的防磁技术
手表的制作及生产都基于一个简单而机智的发明，这就是“弹簧”，它能够收紧并储存能量，又能慢慢地把能量释放出来，以推动手表内的运行装置及指针，达到显示时间的功能，手表内的这种弹簧装置被称为主弹簧。
机械手表的机芯大部分用的是钢或铁材料，是否容易被外界磁性源给磁化而走时不准了呢？有人做过这么一个实验，如果把机械手表放在磁铁附近，钢制机芯就会被磁化，特别是当游丝磁化后，手表马上就会停止不走。因此，手表需要外罩一种能防御磁力、使磁场透不过的物质。
这时，我们会想了，那能有什么特殊的物质能够不被磁场穿透呢？玻璃、塑料、木头什么都可以被磁场轻易的穿透。最有趣的现象发生了，其实，最简单的往往被误认为是最难的，能够遮住外磁场的物质，原来就是容易被磁化的铁。
我们可以做一个小实验来验证，把一个指南针放在一个铁环里，可以看到小磁针就不会随着环外的磁铁晃动了。所以，一块手表的外壳是用铁或者钢做的，就可以保护表内的钢制机件不受外部磁场影响。即使将表放在强磁场附近，它的精确度一点也不会降低。至于那些用金或银做外壳的金表和银表，虽然很贵重，但是不能放到磁铁附近，因为它不能防磁。
因而，用铁作为外壳就能把外面的磁场遮住，使内部不受外磁场的影响，放在其中的铁制品也就不会被磁化，这种奇妙的现象在物理学中称为磁屏蔽。
但是，对于高频交变磁场情况就迥然不同了，铜和铝等导电性能良好的金属反而是理想的磁屏蔽材料。铜罩之所以能够屏蔽高频交变磁场，其原因在于高频交变磁场能在铜罩上引起很大的涡流，由于涡流的去磁作用，铜罩处的磁场大大减弱，以致罩内的高频交变磁场不能穿出罩外。同样道理，罩外的高频交变磁场也不能穿入罩内，从而达到磁屏蔽的目的。通常金属的电阻率越小，引起的涡流越大，用这种金属做成的屏蔽罩屏蔽效果越好。
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中国永磁悬浮的优势
中国永磁悬浮与国外磁悬浮相比有五大方面的优势：一是悬浮力强。二是经济性好。三是节能性强。四是安全性好。五是平衡性稳定。槽轨永磁悬浮是专为城市之间的区域交通设计的，列车在高架的槽轨上运行，设计时速230公里，既可客运，又可货运。
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铁矿石
铁矿石是钢铁生产企业的重要原材料，天然矿石（铁矿石）经过破碎、磨碎、磁选、浮选、重选等程序逐渐选出铁。在理论上来说，凡是含有铁元素或铁化合物的矿石都可以叫做铁矿石；但是，在工业上或者商业上来说，铁矿石和锰矿不同，铁矿石不但是要含有铁的成份，而且必须有利用的价值才行。
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磁　铁
磁铁的成分主要是铁、钴、镍等，一般情况下，这些矿物分子的排列较混乱，而它们的磁区互相影响并显示不出磁性来，但是在外力（如磁场）导引下其分子的排列方向就会趋向一致，其磁性就会明显的显示出来，也就是我们平时俗称的磁铁，也叫吸铁石。
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磁力泵
随着高科技时代的到来，高效率的磁力泵就应运而生了。磁力泵主要由泵头、磁力传动器、电动机、连接底板等几部分零件组成。这种磁力泵的发明和应用，彻底解决了“跑、冒、滴、漏”等烦人问题。为农业灌溉、工业生产、石油开采、化工操作以及海洋探测提供了很大的帮助。
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第一台流量计
第一台流量计是在1938年由美国开发的，它用于飞机上燃油的流量测量，只是直至二战后因喷气发动机和液体喷气燃料急需一种高精度、快速响应的流量计才使它获得真正的工业应用。
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电磁波的用途
1. 微波。主要用于通信、雷达定位、勘探、遥感、加热（微波炉）等。
2. 红外线。一般用于遥控、制热、勘探、夜视仪、医疗等。
3. 可见光。一般用于照明、激光武器等。
4. 紫外线。一般用于杀菌、显影（荧光物质）等。
5. X射线。一般用于医疗（透视）、材料密度质量检测、边防检查等。
6. γ射线。一般用于医疗（伽马刀）、物理、放射检测等。
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电磁感应雷
磁性材料在军事领域同样得到了广泛应用。例如，普通的水雷或者地雷只能在接触目标时爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安装磁性传感器，由于坦克或者军舰都是钢铁制造的，在它们接近（无须接触目标）时，传感器就可以探测到磁场的变化使水雷或地雷爆炸，提高了杀伤力。
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隐形飞机
在现代战争中，制空权是夺得战役胜利的关键之一。但飞机在飞行过程中很容易被敌方的雷达侦测到，从而具有较大的危险性。为了躲避敌方雷达的监测，可以在飞机表面涂一层特殊的磁性材料——吸波材料，它可以吸收雷达发射的电磁波，使得雷达电磁波很少发生反射，因此敌方雷达无法探测到雷达回波，不能发现飞机，这就使飞机达到了隐身的目的。这就是大名鼎鼎的“隐形飞机”。
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如何预防磁武器的伤害？
磁武器有如此之大的威力，我们也有办法来避免其伤害，利用法拉第笼就可以。法拉第笼是一种用导电材料制成的屏蔽设备，其可以阻止电磁辐射的渗入。这样的屏蔽设备不需要很重，镍与覆铜聚酯网就是个不错的开始；另外，经过化学处理后具有更好导电性的镀金纺织物也有同样的作用。
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激　光
激光的最初的中文名叫做“镭射”，是它的英文名称LASER的音译，意思是“通过受激发射光扩大”。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。
激光应用很广泛，主要有激光打标、光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器等等。.
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通信卫星是停在固定位置的吗？
所有通信卫星都运行在22300英里的轨道上，因为在那个高度上，它“每小时1.8万英里的速度绕地球一圈，所需的时间恰好等于地球自转的周期——约24小时。如果卫星与赤道成一线运动，它将与地球同步，或称相对静止——“固定”于地球上某一点的上空。
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谁发明了雷达？
1935年，英国著名的物理学家、国家物理研究所无线电研究室主任沃特森·瓦特发明了世界上第一台实用型的军事雷达。这种既能发射无线电波、又能接收反射射波的装置，它能在很远的距离就探测到飞机的踪影。
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预警机
又称空中指挥预警飞机，是为了克服雷达受到地球曲度限制的低高度目标搜索距离，同时减轻地形的干扰，将整套远程警戒雷达系统放置在飞机上，用于搜索、监视空中或海上目标，指挥并可引导己方飞机执行作战任务的飞机。大多数预警机有一个显著的特征，就是机背上背有一个大“蘑菇”，那是预警雷达的天线罩。
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微波的作用
微波的信息容量很大，所以现代多路通信系统，包括卫星通信系统，几乎无例外都是工作在微波波段。另外，微波信号还可以提供相位信息、极化信息、多普勒频率信息。这在目标检测，遥感目标特征分析等应用中十分重要。
科学家们已经验证研究出来一种高新技术，就是利用微波来提高萃取率，目前在天然产物、生产、加工、科研、医疗等方面已经得到了广泛的应用。
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电磁波的种类
电磁波（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。
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核磁共振成像技术的发明者
1973年，纽约州立大学石溪分校的物理学家保罗·劳特伯尔开发出了基于核磁共振现象的成像技术，并且应用他的设备成功地绘制出了一个活体蛤蜊的内部结构图像。劳特伯尔之后，核磁共振技术日趋成熟，应用范围日益广泛，成为一项常规的医学检测手段被广泛应用。
2003年，保罗·劳特伯尔和英国诺丁汉大学教授彼得·曼斯菲尔因为他们在核磁共振成像技术方面的贡献获得了当年度的诺贝尔生理学或医学奖。
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磁场对植物的影响
许多植物如番茄等在磁场的影响下，种子会提早萌芽，提前开花结果。春蚕在这样的环境里会提前进入成熟期，所结的茧也比较大。总之，磁场对生物的影响已引起了越来越多的研究者的兴趣。
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脉冲磁疗仪
治疗仪由主机和输出磁头组成，主机由CPU控制，通过大功率单向可控硅产生脉冲，电源通过磁头产生脉冲磁场，磁场强度、脉冲频率和治疗时间均可预选设置
高磁强度的定向脉冲磁，能扰动促进患者肌体深部的血液循环，促进炎症吸收，加快伤口组织愈合，而动态的定向脉冲磁场，直接作用于人体血液中血红蛋白内的铁物质，改变其磁极性分布，使血细胞得到相应的磁化，进而也改善促进了体内的血液循环，磁场作为物质体对肌作用，则更深入、更均匀、也更安全。
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脑电图的诞生
早在1857年，英国的一位青年生理科学工作者卡通在兔脑和猴脑上记录到了脑电活动，并发表了“脑灰质电现象的研究”论文，但当时并没有引起重视。1924年德国的精神病学家贝格尔真正地记录到了人脑的脑电波，从此诞生了人的脑电图。
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微波炉的诞生
1947年，雷声公司推出了第一台家用微波炉。可是这种微波炉成本太高，寿命太短，从而影响了微波炉的推广。1965年，乔治·福斯特对微波炉进行大胆改造，与斯本塞一起设计了一种耐用和价格低廉的微波炉。
1967年，微波炉新闻发布会兼展销会在芝加哥举行，获得了巨大成功。从此，微波炉逐渐走入了千家万户。由于用微波烹饪食物又快又方便，不仅味美，而且有特色，因此有人诙谐地称之为“妇女的解放者”。
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磁辐射对身体的危害
在辐射源集中的环境中工作、学习、生活的人，容易失眠多梦、记忆力减退、体虚乏力、免疫力低下等，其癌细胞的生长速度比正常人快二十四倍。
辐射无处不在，各类家用电器，以及我们吃的食物、住的房屋、天空大地、山川草木，乃至人的身体都存在着放射性，但只有某些较强的辐射才会对人体产生伤害。因此在使用电器时，应注意辐射等级。电器辐射指数实行五星制，凡是被评为五星的，都属于严重超标，可要引起您重视了；三星以上也属于超标范围，也要引起您的注意；一星的，是安全的，您可以放心使用。
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全波段收音机
全波段收音机（数字的也包括）可以听中波、短波、（调频）等，中波/调频广播可设置适合世界各国当地标准。由于该种收音机的波段全，中间没有间隔，因此它可以随心所欲的收听任何收音机广播频段的广播。
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基本部分由电子元件构成。电子钟表的工作原理是根据“电生磁、磁生电”的物理现象设计而成。即由电能转换为磁能，再由磁能转换为机械能，带动时分针运转，达到计时目的。