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物理论文

物理学是一门最基本的自然学科,它是探讨物质结构和物质基本运动规律的学科,所以人们往往认为物理学只是包含一些枯燥的理论公式,而忽视了物理学中包含的人文因素诸如人文哲学思想、美学、道德等方面。

实际上,物理学在产生、形成、发展的过程中,人们不是为了物理学而研究物理学,而是为了有助于人类、社会以及个体人的发展而研究物理学,所有这些都涉及到了人与人的关系、人与自然的关系,这些关系中都蕴含着丰富的人文文化。

著名物理学家吴健雄曾指出:

为了避免出现社会可持续发展中的危机,当前一个刻不容缓的问题是消除现代文化中两种文化,即科学文化和人文文化之间的隔阂,而加强这两方面的联系,没有比大学更加适合的场所了。

只有当两种文化的隔阂在大学园里加以弥合之后,我们才能对世界给出连贯而令人信服的描述。

所以我们有必要去讨论科学文化中的人文思想。

所以大学学习大学物理刻不容缓。

 物理学在古代被称为自然哲学,物理学作为一门精密的学科进行研究是从1687年牛顿发表的《自然哲学的数学原理》开始的。

随着学科的发展与不断完善,物理学才从哲学中分化出来,形成独立的学科,但物理文化中蕴含的哲学思想是不会被分离的。

物理好奇心是一种情感,是一种人文精神,也是最重要的科学精神。

科学进步的真正动力是许多物理学家对了解未知事物的欲望。

牛顿看到苹果落地,就去想苹果为什么会从树上掉下来,从而想到了万有引力;阿基米德从浴桶洗澡中得到启示,发现水面上升与他身体侵入部分体积之间的内在联系,找到了鉴别金质王冠是否掺假的方法,产生阿基米德原理,发现浮力定律等。

这种对未知的好奇与探索精神,对物理学的发展与人类的文明有很重要的作用。

实事求是认知的基础,而创新则是科学精神的核心。

20世纪物理学的革命告诉我们:

科学的发展道路上科学家要创立一种新理论的时候,都必须要有敢于向已有的旧理论、旧思想提出质疑的勇气。

例如:

伽利略正是因为对亚里士多德“力是产生物体运动的原因”的怀疑,才建立了正确的力和运动的关系。

以至于后来的牛顿运动定律的产生。

著名物理学家杨振宁和李政道正是因为敏锐的觉察到了从未被人怀疑过的宇称守恒定律的适用范围,大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的论断,才使物理学理论有了一个突破性的进展。

同时物理科学的发展也离不开合作与宽容的精神。

现代大科学时期,一个科学家往往只能完成一个步骤甚至只是一个步骤的一部分,许多重大科学技术问题的解决,依赖于多学科、多方面力量的协作,因此,科学研究活动提倡合作交流的团队精神。

物理学的发展过程,正是许多物理学家在唯物辩证法思想、美学思想的指引下去成功研究物理现象、过程和建构深奥、美妙的物理学理论的,在物理学诞生的过程中除了严格的逻辑推理以外,科学家的人文修养和形象思维所启发的灵感、激发的创造性也是不可或缺的。

所以我们在重视物理学理论的同时不能忽视物理学中蕴含的人文文化。

美国物理学家和物理教育家拉比认为:

“只有把科学和人文科学融为一体,我们才能期望达到与我们的时代和我们这一代人相称的智慧的顶点。

今年的大学物理我们分别接触了光学,振动波以及电磁学。

我不仅对物理的知识面上有所拓展,更让我了解了科学的精神以及团队意识。

更知道了物理在生活中的广泛应用,更加知道生活中的安全离不开物理学的应用。

下面我将对光学,振动波和电磁学在生活中的应用和安全方面的作用做出简单的论述。

波是物质运动的基本属性,任何物体的运动只要达到一定的速度,都要发生波动,物质本身不存在波动性,只有物质运动才具有波动性。

波是物质运动的基本属性。

任何物体的运动只要达到一定的速度,都要发生波动运动。

物体产生波动的根本原因在于物体穿过介质时,介质与运动物体的接触面发生变形并主要产生两个力向相反的对物体的垂直作用力,并对之进行持续的相互作用而使物体发生波动运动。

现在我简单介绍波的成型原因。

现象:

一块石头抛入湖水中,以石头落点为中心,湖面向四周传播水波纹。

产生水波的原因湖面产生水波的原因有三:

①石头打击水面时,打击产生的能量沿湖水面向四周传播;②能量沿湖水面前进时,受到前方湖水的阻力;③水面上的大气压力和水面下的湖水压力共同持续作用于湖水面,两者方向相反而力量相当,上下互动,把水波推向远方。

即能量沿湖水面前进时,前受湖面水阻力,上受大气压力,下受湖水向上推力,两者同时垂直且持续作用于湖水面,从而了产生水波运动。

在生活和安全方面振动波都发挥重大的作用。

超声检验。

超声波的波长比一般声波要短,具有较好的方向性,而且能透过不透明物质,这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。

超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术。

把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上,从试样透出的超声波携带了被照部位的信息(如对声波的反射、吸收和散射的能力),经声透镜汇聚在压电接收器上,所得电信号输入放大器,利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。

上述装置称为超声显微镜。

超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用,在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查,在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。

声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术,其原理与光波的全息术基本相同,只是记录手段不同而已(见全息术)。

用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器,它们分别发射两束相干的超声波:

一束透过被研究的物体后成为物波,另一束作为参考波。

物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图,用激光束照射声全息图,利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像,通常用摄像机和电视机作实时观察。

超声处理。

利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应,可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等,在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。

次声波的应用。

次声波的应用自本世纪50年代开始,并逐渐广泛地被人们所重视。

次声波的应用前景大致有这样几个方面:

(1)通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理,更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规律。

例如,利用地震所产生的次声波,可以研究地震活动的规律。

(2)利用所接收到的被测声源产生的次声波,可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。

例如,通过接收核爆炸、火箭发射或者台风产生的次声波,来探测出这些次声源的有关参量。

(3)预测自然灾害性事件。

许多灾害性的自然现象,如火山爆发、龙卷风、雷暴、台风等,在发生之前可能会辐射出次声波,人们就有可能利用这些前兆现象来预测和预报这些灾害性自然事件的发生。

(4)次声波在大气层中传播时,很容易受到大气介质的影响,它与大气层中的风和温度分布等因素有着密切的联系。

因此,可以通过测定自然或人工产生的次声波在大气中的传播特性,探测出某些大规模气象的性质和规律。

这种方法的优点在于可以对大范围大气进行连续不断的探测和监视。

(5)通过测定次声波与大气中其他波动的相互作用的结果,探测这些活动特性。

例如,在电离层中次声波的作用使电波传播受到行进性干扰,可以通过测定次声波的特性,进一步揭示电离层扰动的规律。

(6)人和其他生物不仅能够对次声波产生某些反应,而且他(或它)们的某些器官也会发出微弱的次声波。

因此,可以利用测定这些次声波的特性来了解人体或其他生物相应器官的活动情况。

光学是一门历史悠久而又年轻的学科。

它的发展表征着人类文明的进程。

它的理论基础——光学,作为物理学的主干学科经历了漫长而曲折的发展道路。

在早期,主要是基于几何光学和波动光学拓宽人的视觉能力,建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业。

它包含了许多重要的新兴学科分支,如激光技术、光通信、光电显示、光电子和光子技术等。

这些分支不仅使光学工程产生了质上的跃变,而且推动建立了一个规模迅速扩大的前所未有的现代光学产业和光电子产业。

其悠久的历史几乎和人类文明史本身一将久远;近半个世纪以来它又以令人惊叹的发展速度、奇迹般层出不穷的研究成果、以及所蕴含的巨大潜力和希望,使自己跻身于现代科学技术的前沿。

这一时期可以称为光学发展史上的转折点。

在这个时期建立了光的反射定律和折射定律,奠定了几何光学的基础。

同时为了提高人眼的观察能能力,人们发明了光学仪仪器,第一架望远镜的诞生促进了天文学和航海事业的发展,显微镜的发明给生物学的研究提供了强有力的工具。

19世纪初,波动光学初步形成,其中托马斯·杨圆满地解释了“薄膜颜色”和双狭缝干涉现象。

菲涅耳于1818年以杨氏干涉原理补充了惠更斯原理,由此形成了今天为人们所熟知的惠更斯-菲涅耳原理,用它可圆满地解释光的干涉和衍射现象,也能解释光的直线传播。

19世纪末到20世纪初,光学的研究深入到光的发生、光和物质相互作用的围观机制中。

光的电磁理论主要困难是不能解释光和物质相互作用的某些现象,例如,炽热黑体辐射中能量按波长分布的问题,特别是1887年赫兹发现的光电效应。

从20世纪中叶起,随着新技术的出现,新的理论也不断发展,已逐步形成了许多新的分支学科或边渊学科,光学的应用十分广泛。

几何光学本来就是为设计各种光学仪器而发展起来的专门学科,随着科学技术的进步,物理光学也越来越显示出它的威力,例如光的干涉目前仍是精密测量中无可替代的手段,衍射光栅则是重要的分光仪器,光谱在人类认识物质的微观结构(如原子结构、分子结构等)方面曾起了关键性的作用,人们把数学、信息论与光的衍射结合起来,发展起一门新的学科——傅里叶光学,把它应用到信息处理、像质评价、光学计算等技术中去。

特别是激光的发明,可以说是光学发展史上的一个革命性的里程碑,由于激光具有强度大、单色性好、方向性强等一系列独特的性能,自从它问世以来,很快被运用到材料加工、精密测量、通讯、测距、全息检测、医疗、农业等极为广泛的技术领域,取得了优异的成绩。

此外,激光还为同位素分离、储化,信息处理、受控核聚变、以及军事上的应用,展现了光辉的前景。

近些年来,在一些重要的领域,信息载体正在由电磁波段扩展到光波段,从而使现代光学产业的主体集中在光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等的光电信息产业上。

这些产业一般具有数字化、集成化和微结构化等技术特征。

在传统的光学系统经不断地智能化和自动化,从而仍然能够发挥重要作用的同时,对集传感、处理和执行功能于一体的微光学系统的研究和开拓光子在信息科学中作用的研究,将成为今后光学工程学科的重要发展方向。

光学在生活和安全方面有很多的应用。

1.平板显示技术与器件,平板显示是采用平板显示器件辅以逻辑电路来实现显示的。

由于其电压低、重量轻、体积小、显示质量优异,无论在民用领域还是在军用领域都将获得广泛应用。

该方向主要从事发光与信息显示前沿科学问题。

既包括发光显示材料(有机材料、无机材料及其相关复合等材料),又包括诸多(场发射、等离子体、发光二极管、液晶及电致发光等)显示器件等方面的研究。

2.光电检测技术,主要研究先进制造技术、轨道交通等工程领域内各种几何及物理量的光电检测机理、方法、技术与实现途径,并采用各种信息与信号处理方法与技术来获得各种评价参数,最终实现对重要零部件与设备关键参数及缺陷的实时检测与故障诊断,确保其运行安全。

3.全光信号处理及网络应用技术,主要研究光通信网络、光纤传感及生物医学光子学领域的前沿课题——光分组交换全光网的网络技术及支撑光分组交换的全光信号处理技术,如光弹性分组环光纤通信网、全光缓存技术、光开关、光逻辑、光信头识别、分布式光纤传感系统、光纤性能在线检测、光纤技术在生物医学光子学中的应用等。

4.生物分子光探测技术,采用先进光电子学技术,以朊病毒、HIV等重要病毒为模型,开展病毒与细胞的相互作用机制、免疫保护机制研究,开展生物大分子的探测、分子相互作用识别等先进技术研究,发展快速检测技术。

开展新型病毒载体、真核表达载体技术的研究。

开发新型疫苗和药物。

5.光电传感技术,光电传感技术是采用光电元件的传感器,具有反应快,精度高,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制领域中的应用非常广泛。

天文观测中重要手段就是天文望远镜,光学的发展则大大推动了天文望远镜的改进与发展,大大提高了人们对恒星和宇宙的研究和认识,对观测气象和准确预报天气提供了更有利的技术支持。

1609年伽利略将第一台天文望远镜指向太空,从此天文观测由肉眼观测进入到了望远镜时代,几百年来人们致力于提高望远镜的贯穿本领和分辨本领,早年犹豫折射式望远镜结构简单得到较快的发展,1897年,美国叶凯土天文台简称一架口径1.02m的折射式望远镜,是迄今为止世界上最大的折射式天文望远镜。

以后由于折射望远镜对材料要求高且透镜会严重吸收紫外线光等原因,人们开始致力于发展反射式望远镜的发展。

当代5m以上口径的大天文望远镜已经有十多个,且目前正在建造的望远镜,主要有欧洲南方天文台的大双筒望远镜(LBT),以及南非大望远镜(SALT)。

除了传统的光学望远镜(观测波段300nm-900nm)外,还有红外望远镜(观测波段1.25um-28um)和射电望远镜(sub、mm、cm和m波);在空间,原则上不受波段的限制,目前已经发射的有γ射线望远镜,X射线望远镜、紫外望远镜、光学望远镜(如哈勃空间望远镜)、中红外望远镜和远红外望远镜。

如此看来光学在生活中和安全中的作用不可忽视。

例如,汽车高速行驶时,透过减速玻璃正视前方看到的景物移动速度比未透过减速玻璃作同样观察时的移动速度要慢。

这一事实可以做实验来证实,比如让副驾把头探出天窗看看,保证让他心惊胆战!

(此举危险!

最好用摄像机代替)究其原因,主要是光学成像原理。

我们都知道,凹透镜在任何情况下都成正立缩小的虚像,不仅如此,此虚像还位于实物与凹透镜之间的位置。

凹透镜的焦距越长,虚像就越靠近实物,其大小也越接近实物(尽管还是要小一点),当凹透镜焦距很大时,这种虚像跟实物之间的大小差别就很难用肉眼分辨了。

汽车的减速玻璃是有弧度的,这一事实恐怕贴了前挡膜的同学感受最深!

汽车的前挡正是利用其弧度和不同的薄厚(比如中心部分薄于四周),实际上就是一个长焦距凹透镜。

这样的前挡玻璃就实现了以下功能:

行使时,某一时刻透过前挡观察所得的前方实际景物的像与观察者之间的距离比实际景物与观察者之间的距离要近,假设车速为v,匀速行使,经过时间t后前挡到达刚才观察的实物处(显然也同时到达像处),设这一过程中相对于前挡而言,物、像移动速度分别为v1、v2,有:

v1=s1/tv2=s2/t又因为s1大于s2,显然有v2小于v1,也就是观察所得像的移动速度较实际慢,达到所谓减速的效果。

减速效果的最大好处就是保证安全。

因为不论何时,驾驶员观察到的实际前方景物均比其实际距离要近,可以时刻保持安全距离,提前做好刹车准备,保证安全。

在矿山方面。

红外传感技术主要有红外成像技术、红外温度探测技术、红外探伤技术和红外气体分析技术等。

随着科学技术的发展,红外传感技术越来越成熟,将这类传感技术应用于煤炭安全领域以预警和防止矿难事故的发生也已成为热门的科研课题。

随着我国科学技术水平的提高,以及国家对煤炭安全事故的强烈关注,越来越多的新技术被应用到矿井中,以预防安全事故的发生,其中发展迅速的是红外传感技术在煤矿安全中的应用。

1红外成像仪探测井下隐蔽危险源,在某些情况下,煤矿井下的温度会出现异常,甚至会引起煤炭的自然现象,而井中有充满着可燃气体,这对于矿工来说是非常危险的。

因此,有必要快速、准确的确定煤矿温度异常的区域。

采用红外成像仪能够实现红外能量场的二维监测,较迅速地探测温度异常区域区的位置、范围和煤柱自燃温度。

红外成像技术探测井下危险源的过程如下:

通过红外探测器将煤层的异常红外辐射的功率信号转换成电信号后,成像装置的输出信号就可以完全一一对应地模拟扫描区域表面温度的空间分布,经电子系统处理,传至显示屏上,得到与检测区域表面热分布相应的热像图。

运用这一方法,能实现对目标区域进行远距离热状态成像和测温,并对被测区域的状态进行分析判断,快速、准确的确定煤矿温度异常的区域。

2红外成像仪在矿难救援中的应用,当发生矿难时,越快确定井下是否存在幸存者以及幸存者的位置就能够为被困者争取越多的生存机会。

研究表明,人体的红外辐射特性与周围环境的红外辐射特性不同,热成像生命探测仪利用两者之间的差别,以成像的方式把要搜索的目标与背景分开。

人体体温在37℃时,其红外辐射的中心波长8μm一14μm占人体全部辐射能量的46%,这种光谱段是设计热成像生命探测器的一个重要技术依据。

运用一种新型的红外相位成像技术,可以基本满足人们对再现现实环境的越来越高的要求。

现有的红外成像主要利用红外辐射的幅度信息,而红外相位热成像的基本原理是通过对接收目标辐射信号进行分析,建立目标红外辐射的相位信息算法模型及目标与探测器之间的距离算法模型,获取目标的距离图像,然后与二维图像相结合,得到被探测目标的立体图像。

3红外温度探测技术在煤矿安全中的应用,红外热探测器是基于光辐射与物质相互作用的热效应制成的器件。

热探测器探测光辐射包括两个过程,一是吸收光辐射能量后,探测器的温度升高;二是把温度升高所引起的物理特性的变化转化为相应的电信号。

热探测器的主要优点是响应波段宽,响应范围可以扩展到整个红外区域,可以在常温下工作,使用方便。

4.红外探伤技术在煤矿安全中的应用,煤矿渗水往往会导致矿井的塌方,造成严重的后果。

将红外探伤技术应用于煤矿中对积水区域的探测,可以有效的对渗水进行提前预防。

我们知道,岩层或煤层由于分子振动和晶格振动,每时每刻都会向外辐射红外电磁波,并形成红外辐射场。

而红外探测仪的作用就是沿巷道探测红外辐射场的变化,确定隐伏目标是否存在及其性质。

对一条掘进巷道而言,如果掘进前方或巷道外围存在采空区老空水或隐伏含水构造,局部地段的介质成分和密度发生变化会产生一个异常场,并迭加于正常场之上,使正常场发生畸变。

由于红外辐射场所占的空间总是大于实体,故可通过场的变换提前发现含水区或含水构造。

电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科,主要是基于两个重要的实验发现,即电流的磁效应和变化的磁场的电效应。

这两个实验现象,加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。

现在理论物理中的电磁作用理论基础是麦克斯维的电磁变换理论。

这个理论可表述为:

任意在空间随时间变化的电场可以激发出磁场,而在空间任意随时间变化的磁场也可以激发出电场。

指南针是用以判别方位的一种简单仪器。

指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南。

主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。

磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。

磁针的北极指向地理的北极,利用这一性能可以辨别方向。

常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

地球是个大磁体,其地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。

指南针在地球的磁场中受磁场力的作用,所以会一端指南一端指北。

生活以及安全中电磁有很多的应用。

1.电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。

它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理,电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流),涡流使锅具铁原子高速无规则运动,原子互相碰撞、摩擦而产生热能(故:

电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具,所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍)使器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目的。

具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点,能完成家庭的绝大多数烹饪任务。

因此,在电磁炉较普及的一些国家里,人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。

它的工作过程是由于电磁炉是由锅底直接感应磁场产生涡流来产生热量的,因此应该选择对磁敏感的铁来作为炊具,由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好,这样减少了很多的磁辐射,所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。

此外,铁是对人体健康有益的物质,也是人体长期需要摄取的必要元素。

2.电磁屏蔽,电磁屏蔽是指利用导电材料或铁磁材料制成的部件对大容量汽轮发电机定子铁心端部进行屏蔽,以降低由定子绕组端部漏磁在结构件中引起的附加损耗与局部发热的措施。

在通信方面屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。

具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。

3.电磁起重机,利用电磁原理搬运钢铁物品的机器。

电磁起重机的主要部分是磁铁。

接通电流,电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住,吊运到指定的地方。

切断电流,磁性消失,钢铁物品就放下来了。

电磁起重机使用十分方便,利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置叫做电磁起重机。

电磁起重机能产生强大的磁场力,几十吨重的铁片、铁丝、铁钉、废铁和其他各种铁料,不装箱不打包也不用捆扎,就能很方便地收集和搬运,不但操作省力,而且工作简化了。

装在木箱中的钢铁材料和机器可以同样搬运。

起重机工作时,只要电磁铁线圈里电流不停,被吸起的重物就不会落下,看不见的磁力比坚固的链条更可靠。

如果因某种原因断了电,就会造成事故,因而有的电磁起重机上装有钢爪,待运送的重物提起后,坚固的钢爪就自动落下来紧紧地扣住它们。

起重机不能搬运灼热的铁块,因为高温的钢铁不能磁化。

大的电磁起重机,一下子能提起近百吨重物,图中的电磁铁直径约1.5米,可提起16吨的物体。

预计未来战争和平电磁也会发挥重要作用,例如电磁炮又称电炮,它是一种新概念火炮,是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。

电磁炮与传统的火炮相比有根本性区别:

火炮是利用火药燃烧产生的燃气压力,作用于弹丸来发射的。

电磁炮是利用电磁力作用,将弹丸发射出去。

这样,可大大提高弹丸的速度和射程。

所以,电磁炮出现后,便引起了世界各国军事家们的普遍关注。

1、电磁炮的基本原理电磁炮是利用物理学中运动电荷或载流导体在磁场中受到电磁力(即洛伦兹力)作用的基本原理来加速弹丸的。

根据加速方式,电磁炮可分为导轨炮和线圈炮。

下面将分别论述导轨炮和线圈炮的工作原理。

导轨炮:

主要由一对平行导轨和夹在其间可移动的电枢及电源、开关等组成。

当开关闭合时,向一条导轨输入强大的电流,经过电枢沿另一条导轨流回。

载流电枢在导轨电流产生的磁场中受到洛伦兹力的作用而被加速,将弹丸射出。

导轨中的电流强度越大,弹丸的加速度就越大,弹丸的运动速度越快。

导轨炮的导轨有单一、串联、并联和多层等不同结构形式,根据导轨的形式炮口截面可选用方形、圆形和椭圆形等。

电枢主要有固态金属电枢、等离子体电枢和混合型电枢等种类。

提供脉冲功率的电源主要有电容器组、高性能蓄电池、各种单极发电机、脉冲变压器、强制发电机和爆炸发电机,以及计划研制的超导储能系统等。

整个系统结构复杂,人工操作比较困难,通常由计算机控制。

导轨炮工作原理线圈炮:

主要由感应耦合的固定线圈、可动线圈、储能器以及开关等组成。

固定线圈相当于炮身,可动线圈相当于弹丸。

当固定线圈接通电源时,所产生的磁场与可动线圈上的感应电流相互作用,产生洛伦兹力,推动可动弹丸线圈加速射出。

固定线圈中的电流强度越大,弹丸线圈中的感应电流强度就越大,弹丸所受的电磁力就越大。

线圈炮的结构有同轴式、扁平式、滑动接触式和磁性加速体式等。

电磁炮从原理上讲主要有上述两种类型,但在结构上可以采用混合方式。

采用物理学电磁推进原理的电磁炮,弹丸速度突破了普通火炮(弹丸速度在2000m/s以内)的性能极限,达到4000m/s,因而弹丸具有巨大动能,大大增强了对目标的毁伤能力。

穿甲能力强、命中精度高,可见,弹丸速度增大将大幅度提高穿甲能力。

另一方面,弹丸速度高可缩短交战时间,增加对付快速目标的有效性,减小横向脱靶距离,从而提高命中率。

操作安全简便、系统效费比高,电磁炮弹丸的初速和射

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