一、项目概述 1.项目名称:吸波材料系列产品 2.项目简介 选择吸波材料系列产品优势 电磁辐射已成为我国第四污染源,随着科学技术的进步,电磁技术环境的应用给社会创造了物质文明,但也把人们带进一个充满电磁辐射的环境里。早在1975年专家就曾预言,随着城市经济发展和人口增长,电子、通信、计算机、汽车与电气设备等大量进入家庭,城市空间人为电磁能量每年增长7%至14%,也就是说25年后最高可增加700倍,21世纪城市电磁环境将更为复杂与恶化。 20年来,我国经济与城市化得到迅速发展,城市空间的电磁环境更趋复杂,出现了许多新现象、新问题。主要有:(1)由于城市发展与扩大,一些广播电视台与无线通信发射站被四周居民区所包围,局部居民生活区形成强场区;(2)移动通讯技术(包括移动通信、寻呼通信、集群专业网通信)发展迅速,城市高层建筑上架起为数众多的移动通信发射站,这些电磁辐射源虽然功率不大,但在市区遍地开花,使城市高空电磁波场强增强,除此之外,还有许多微波定向天线、卫星天线和短波天线;(3)随着城市用电量增加及电网改造工程实施,110kV和220kV高压变电站进入城市中心区,或室内或室外,或地面或地下,引起邻近住户恐慌与投诉;(4)城市交通运输(汽车、电车、地铁、轻轨等)迅速发展,引起电磁噪声呈上升趋势;(5)个人无线通信手段及家用电器增多,家庭小环境电磁能量密度增加,室内电磁环境与室外电磁环境融为一体,城市电磁环境总量在不断增加。 电磁辐射是指“能量以电磁波形式由源发射到空间的现象”,电磁环境是“存在与给定场所的所有电磁现象的总和”。恶化的电磁环境不仅对人们日常的通信在人类进入信息化社会的今天,计算机与各种电子系统造成危害,而且会对人们身体健康带来威胁。电磁辐射由于看不见摸不着,所以很难被人觉察。电磁辐射对生物肌体的伤害,早在20年前专家们就曾在历时9年完成的报告中指出:数以百万计的人由于长期暴露在来自电缆和家庭电器的电磁辐射中,所面对的患癌症和退化性疾病的危险正在增加,高频电磁波对生物肌体细胞、神经系统、循环系统、免疫、生殖和代谢功能具有极强的辐射伤害,对公众身体有着长期潜在的威胁和影响,对家用电器、医疗设备、军事设施、航空的强干扰甚至还会造成灾难性后果。美国环境保护委员会经过多年的研究发现,长期生活在极低频电磁场中(如工频50Hz),可能导致人类某些癌症的发生。随着各种家用电器进入千家万户,人们接触和暴露于由电冰箱、电热毯等家用电器产生极低频磁场的机会逐步增多,潜在危害逐步增大。 随着我国电磁环境日趋恶化,居民住宅及办公楼内电磁辐射水平有明显增加趋势。继大气污染、水污染和噪声污染之后,电磁辐射已成为我国第四污染源。在北京、上海、广州、深圳、石家庄等地已发生多起电磁辐射纠纷。目前,我国电磁辐射环境情况相当于20世纪60年代的水污染、大气污染的状况,现在就要加强研究,未雨绸缪,若电磁污染到了环境无法忍受的地步,再想发展经济将举步维艰。为此,电磁污染防治研究迫在眉睫。 面对日趋恶化的电磁污染,为有效降低电磁辐射对人体和设备的侵害,人们采用了许多方法,其中,研究开发吸收电磁波新型材料越来越受到人们的重视,客户资源极其丰富。 初期投资较小,风险小,上手快,切入到高端市场周期短。 技术成熟,无需昂贵的研发及专利费用。 项目发展规划:(略) 二 、技术方面 1. 基本原理 本项目及产品是一种吸收电磁波的功能材料,它的原理和性能类似于美国隐形飞机涂层,它由胶粘剂中加入具有特定介质参数的吸收剂制成,吸收剂的特性决定吸波涂层的吸收电磁波的性能,它利用电磁能量转换原理,材料以吸收电磁波为主,不发生反射而造成二次污染,防污染覆盖频带宽,吸收材料性能优良、无任何毒副作用、无放射性、可生产性强、价格低廉,极具竞争力。与现有的屏蔽材料有着本质和历史性突破,是一种干净,彻底消除电磁波污染的高级手段。原只用于军事领域,世界上只有美国少数先进国家拥有,开发民用领域史无前例,是国际、国内目前治理电磁污染的尖端技术。 主要生产设备检测仪器 (略) 2. 吸波材料系列产品类别 2.1 吸波涂料产品(环保绿色生态涂料) 2.1.1 吸波有机涂料 2.1.2 吸波无机涂料 2.2 工业系列产品 2.2.1 胶板类吸波材料 2.2.2 蜂窝状吸波材料 2.2.3 管状类吸波材料 2.2.4 异型状吸波材料 2.3 民用系列产品 2.3.1 辐射源防护系列 2.3.1.1 手机防辐射系列 2.3.1.2 电脑防辐射系列 2.3.1.3 家电防辐射系列 2.3.2 人体防护系列 2.3.2.1 消减卡类 2.3.2.2 戴挂系列 2.3.2.3 衣物系列 3.专利方面 3.1 发明专利 3.1.1 抗电磁辐射特种复合材料 3.1.2 吸波环保手机 20031011393 3.1.3 吸收电磁波特种复合材料 3.1.4 吸收微波发热材料的制造方法及其应用 3.1.5 微波泄漏防护胶 3.1.6 无辐射抗干扰屏蔽线 3.2 实用新型专利 3.2.1 手机电磁辐射防护物品 3.2.2 一种能消除电磁辐射的包装物品 3.2.3 一种能防护电磁波的多功能钱包 3.2.4 一种能消除电磁波污染的促销物品 3.2.5 一种能防护电磁波的多功能垫 3.2.6 一种能防护电磁波的多功能腰带 3.2.7 一种带有消除辐射功能的电脑摄像头 3.2.8 一种能防手机辐射的眼镜脚套 3.2.9 一种防电磁辐射围裙 3.2.10 一种吸收消除电磁波污染的窗帘 3. 2. 11 吸收微波发热物品 4.新技术方面 吸波材料的原理是一个能量转换的过程,通过大量的试验,发现它有另外的一个用途。它能吸收微波并将微波能量迅速转换为热能,其发热效率极高,可以通过控制材料组成和加工工艺控制其发热效率,从而控制微波加热物体的温度。广泛应用于:工业用微波加热元件(普通家用微波炉里2分钟可融化玻璃,可超过1000℃),微波烤盘用热转换材料,微波冶炼、微波焚烧、其他微波加热元器件等。经美的、格兰士、三洋测试材料的吸收发热效率已超过日本的材料。 试验结果:烤盘放在底板上,日本三洋烤盘最高温度约200℃,低于特氟龙的极限使用温度250℃,而国产烤盘的最高温度285℃,高于特氟龙的极限使用温度250℃。 5.生产技术和工艺的成熟度 目前国内外吸波涂料民用频段的应用还是空白点,(军用频段吸波涂料的应用美国、法国有先例)利用吸波原理的民用系列产品我们是首创,胶板类的吸波材料可以加工卷材是国内首创,吸波材料、吸波涂料的核心技术是材料的配伍,生产工艺简单,加工设备都是通用设备,一次性投资少。 三 、市场方面 1.国内外行业发展趋势 海湾战争美国首先出现了隐形飞机,国内首先由国防科工委组织有关科研院校攻关吸波材料项目,在1993至1996年我们就率先在雷达波吸收频段已实现车载雷达40米军事目标、轰炸机雷达400米军事目标的隐形技术,民用方面的吸波胶板类的产品国内我们也是首家在3年前推出,吸波涂料、吸波材料民用防护系列目前只有我们一家在做。随着吸波材料的发现,各种各样的产品将面世,从而取代了目前传统、落后的以金属材料来防护电磁波污染的方法,随着信息量的增大,频率范围也在加宽,吸波材料的优势愈来愈显著它的特点。 2.国内外市场 吸波涂料的应用已远远超出军事隐形和反隐形、对抗和反对抗范围,更广泛地应用在人体安全防护、通讯及导航系统的抗电磁干扰、安全信息保密、改善整机性能、提高信噪比、电磁兼容等许多方面。吸波涂料是能够吸收投射到它表面的电磁波能量、并通过材料的损耗转变成热能的一类材料(能量转换的原理)。在各种的电磁辐射防护材料中,涂料以其方便、轻量、不占空间以及与基材一体化等众多优势成为其中的佼佼者,因为,吸波涂料可吸收多余的电磁波,这样不仅减少杂波对自身设备的干扰,也有效防止电磁辐射对周围设备及人员的骚扰和伤害;而且,吸波涂料能够在复杂的曲面、微小的角落、孔、棱边等处方便地涂抹,从而在精密复杂的部位,准确坚固地形成涂膜,满足工业、科学和医疗设备的屏蔽、EMC的需要。 广播、电视发射台的电磁辐射防护:广播、电视发射台对周围区域会造成较强的场强。利用对电磁辐射的吸收特性,在辐射频率较高的波段,使用合适的吸收型涂料,覆盖建筑物,以衰减室内场强。另外,该涂料兼具屏蔽性能,是一种屏蔽吸收型涂料,在10MHz至范围有20至30dB的屏蔽性能。 工业、科学和医疗设备电磁辐射的防护:工业、科学和医疗设备等在工作过程中会产生大量的电磁辐射,如果处理不当,不仅会对自身的工作环境造成损害,同时也会对起周围的设备造成干扰。最明显的例子就是机器内的二次杂波问题。二次杂波往往会带来机器、设备的程序紊乱,致使科学实验、医疗检测结果等出现较大的偏差,从而给科研、生产带来很大阻力,甚至会威胁到人的生命安全。另外,这些设备发出的电磁辐射也会对操作人员的身体健康带来危害。因此,对工业、科学和医疗设备进行电磁辐射防护十分必要。由于工业、科学和医疗设备的精密度较高,因此对电磁辐射的防护方法也提出了更高的要求。在辐射防护方法的选择上,除选用低辐射的基材和距离防护外,使用吸波材料进行防护也是非常重要的防护方法之一。 家用电器的电磁辐射防护:所有的电器如电冰箱、电视机等,在使用过程中都会发出电磁辐射,只是由于电磁波是一种"无形"的物质,因为电磁波是看不见,摸不着的能量物质,又无时不有、无处不在,因此更具有危险性和危害性,我们觉察不到而已。随着3C认证的实施,对电磁辐射防护的要求也越来越高,其实,象家用电器的电磁辐射,采取防护措施并不是什么难事,只是在生产制作过程中,加一道简单的工序――喷涂吸波材料而已,不过,对吸波涂料的选择要根据其频段来决定。 手机、电脑的电磁辐射防护:在科技发展的今天,手机、电脑给人们带来方便的同时,也带来了不容忽视的电磁辐射危害。为了尽可能地减少手机、电脑对人体,尤其是头部的辐射,除了尽可能地减少手机的辐射功率及保证使用手机时不要让它与人体接触,还应考虑其他防护措施,手机的辐射频率为800至1800MHz, 电脑也会产生几百兆的电磁波,如果在生产过程中,能够在手机外壳、电脑机箱、电脑显示器内侧喷涂具有吸收功能的吸波涂料,将多余电磁波吸收,就不会再有电磁辐射的危害问题。喷涂吸波涂料,非常简单。既不会影响外形的美观,也不会增加多少成本。随着人们对电磁辐射的认识越来越多,防辐射型产品的市场也会越来越大。 例如:绿色环保机箱(世界首创)如今电脑整体性能飞速提高,电脑内部主要部件的功率在不断增大,但同时电脑主机的辐射量也在随之增长。众所周知,电磁辐射对人体健康的危害极大。长时期处在电磁辐射污染的环境中,将使人产生易疲劳、记忆力下降、生理机能减退等等的不良症状。更可怕的是,这种辐射伤害看不见、摸不着,即使你终日为电脑辐射所害,你也无从觉察。由此,选择一款防辐射性能高的机箱,就势在必行。目前防辐射机箱技术是屏蔽电磁波,屏蔽目的是将电磁波局限在某一个区域内,所不同的是屏蔽主要利用导电材料对电磁波的反射作用来限制电磁波的传播。一般需要将整个辐射源全部屏蔽,否则的话会出现一个方向减弱,而其它方向增加的现象,理论上简单,实际上对工艺技术要求相当高。 吸波则是利用材料对电磁波的吸收,使电磁波的电磁场能转变为热能。电磁波吸收材料使用技术要求低。EMC材料的研究目前主要集中在屏蔽材料,对电磁波吸收材料的研究相对较少。实际上电磁波吸收材料在EMC技术上具有屏蔽材料等技术所不可代替的作用。吸波材料使用简单易行,不需要对原设计作改动,只要在电脑机箱内2至6面体上喷涂上至毫米厚度的吸波涂料即可,使用吸波涂料除了有防辐射功能外更有意想不到的效果。 办公、居住区的电磁辐射防护:吸波涂料在民用产品上的应用不仅仅只有这些,很快吸波涂料会应用到您的日常生活当中,例如:您的办公、居室内喷涂吸波涂料,就不会再有电磁辐射的危害问题,它将您的办公、居室内的家用电器、办公设备辐射出的电磁波(电子雾)吸收转换成无害的物质,同时将外界的电磁波大部分吸收隔离,那将是一个非常干净的电磁环境空间。 3.目标 世界进入信息时代,信息革命给人类带来巨大益处,但负面电磁辐射污染刚刚被人们认识,治理电磁辐射污染史无前例,研究刚刚开始,产品系列有待大量开发,属于朝阳产业,寿命期极长。治理电磁波污染,是一门高新技术和新兴产业。随着《中华人民共和国电磁环境污染防治条例》即将频布执行,治理电磁污染也一定会象今天治理水、空气,噪音污染一样,将会有众多企业参与,众多产品进入这一市场,迅速形成一个新兴的环保产业。充分利用自身技术,材料独特优势,迅速完善和建立起国内电磁辐射防护技术与产品研究、开发生产应用基地,引领全国,走向世界,是一大战略举措。 4.市场及客户 4.1 通讯基站、电视广播系统 4.2 手机、电脑、电子产品、家用电器等 4.3 高频加热设备、高频炉等工业设施 4.4 医院CT室、B超室、抢救室、手术室等医疗区 四、项目风险评估分析 1.劣势 新产品、新技术需要宣传推广的费用大。 2.市场分析 电磁波防污染项目是一项很有前途的事业,主要表现在有政府的大力支持及群众意思的提高,也可申报科技项目,取得各级政府的资金无偿、有偿的支持。生产产品,主要是以购买原材料为主,然后经配伍组合,不需大型设备、投资少、见效快,不会有大的风险。利用本技术、材料开发的系列产品,也可获得巨额利润!如果采取全方位合作开发,强强联合,开发系列产品,在这个全新的需求领域,必将获得巨大的经济效益和社会效益。 3.威胁 唯一尖锐的问题是:目前参照一些过去的标准,由于粗糙和低下,致使一些污染较大的地区也不超标,这给治理污染带来很大障碍,但是,不久的将来国家会制定出科学的污染标准,另外,从电磁波污染积累效应角度,这一风险也会减少。 本栏目编辑 王胜举
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“电磁辐射”不是一个新鲜的话题。几年前发生在北京的百旺家苑事件是民众质疑高压线电磁辐射的典型,曾被媒体冠以“环境权民间觉醒”之称。公众提高对自身居住环境的关注,是社会文明进步的体现。但如何疏解因误导产生的不满情绪,正确引导公众在电磁辐射问题上去伪存真,树立科学观念,应该引起有关各方的重视。质疑电磁辐射并非我国独有的现象。邻近住宅的输电线路工频磁场是否会对当地居民的健康产生有害影响,已成为国际关注的热点。面对来自公众的压力,许多国家积极采取措施,对电磁辐射进行研究,向公众大力宣传科学知识,建立有效的沟通渠道。“他山之石,可以攻玉”,其他国家的一些做法也许会给我们带来一定的启发和借鉴。美国:研究与传播并重作为世界上拥有最多发电装机容量的国家,美国的“电磁辐射”问题是一个社会性话题,与之相关的质疑与解释时见报端。电磁辐射是否危及健康已引起美国国会的关注,众多机构如国家科学院(NAC)、全国研究委员会(NRC)、国家辐射防护委员会(NCRP)、全国环境卫生学会(NIEHS)和国家癌症研究所都为此做了大量工作。实际上,电磁研究已不单单是电力企业的事情,它已成为政府行为,政府用于电磁研究的投资也相当可观。其中,影响较大的当数美国电磁场研究与公众资料传播计划(EMFRAPID)。该计划由美国国会提议,1992年得到法律确认后开始全面实施。该计划的研究内容不仅包括输电环节,同时涉及发电和用电环节。此项计划的工作人员非常注重与相关各方的沟通互动,积极接受由公民团体、劳工组织、电力公司、国家科学院等团体组成的国家电磁场顾问委员会(NEMFAC)所提出的建议。该计划的工作人员还定期与美国能源部及全国环境卫生学会职员会面,向公众开放有关科学会议,计划发布的公众信息资料也要经过公民团体的审查。美国全国环境卫生学会给国会的报告强调,目前,极低频场危害健康的可能性很小。只有微弱的缺乏任何实验室支持的流行病学关联,对电磁场可能引起伤害提供了勉强的支持。同时,该学会不建议对电气设备采用电磁场限制标准,或将电力线路埋置于地下。与此同时,全国环境卫生学会建议有关部门向公众提供如何减少电磁场暴露的方法,建议电力公司和公用事业部门继续关注和探索降低输配电线路电磁场的方法。该学会鼓励制造商在费用投入最小的前提下降低磁场,并认为昂贵的电气设备重新设计是不合理的。美国的电力企业也在积极寻求公众的理解与支持。除了宣传变电站和输电线路的电磁辐射并不具有危害性外,一些企业还学习借鉴“杜邦做法”,即公司老板带头住在变电站或输电线路附近,员工的宿舍也尽量安排在变电站附近,希望以此引导公众对变电站和输电线路的电磁辐射不再惧怕。法国:来一场“公共辩论”作为欧洲最大的电力供应商和电力出口企业,法国电力公司也会面对电力建设需求与公众利益诉求之间的矛盾。近年来的实践证明,“公共辩论”机制为缓解类似矛盾提供了有效途径。据法国电力公司亚太区有关人士介绍,近年来在法国,大型建设项目包括高压输电等工程,在启动前必须先过“公共辩论”这一关。1993年,法国BILLARDON行政通报规定:法国电力公司的电力设施计划(主要指63千伏以上电网线路的更新及新建计划),都必须在公共调查程序启动之前组织公开听证会(后被“公共辩论”所取代),用于准备环境影响报告。在“公共辩论”机制出台的过程中,“高铁事件”扮演了重要角色。1992年,法国决定建设连通地中海的高速地铁,遇到了激烈的群体性抵制活动。这一事件促使法国政府规定,一切与国计民生关系重大的大型基础建设项目必须进行全民听证和辩论程序后才能决策。1995年,法国规定为大型辩论活动设立独立的“公众辩论全国委员会”机制。2005年,为配套法国电力公司在弗拉芒维勒地区建设首台欧洲压水堆(EPR)核电站,将其生产的电力顺利输入电网,法国电力公司输电网公司(EDF-RTE)决定建设科当坦-梅纳(Coteniin-Maine)400千伏超高压输电(THT)架空线路送出工程项目,线路全长150千米。随即,有关方面根据法令规定,对该项目组织展开公共辩论。公共辩论面向全民,针对法国电力公司输电网公司的工程计划,健康与环境专家、社会学家、当地农民等纷纷发表意见,参与辩论。辩论之前,法国电力公司输电网公司公布了“业主项目介绍材料”,包括该输电工程的情况介绍、对当地的意义、对环境的影响等。最激烈的辩论集中在电磁辐射对人体健康有无影响的问题上。公共辩论委员会特别组织了专题讨论会,邀请国际知名专家到场,约600多人参加这一会议,对这些专家持完全否定与不信任态度的人士同样包括在内。其实,法国各界对于“电磁辐射”这一问题的争论已经持续了30多年,专家、学者在流行病学方面作了大量研究,输电工程所经地区的官员们也表达了强烈的担忧,并希望有明确的答案。公共辩论委员会从科学、审慎的角度出发,最终认为,在短暂的辩论时间里,不可能百分之百地消除疑虑。但是,委员会认为,至少应将这一问题的最新研究结果公布于众,使各方能根据掌握的材料进行认真思考,特别是在激烈的辩论之后。公共辩论委员会主席最后汇总各方意见,形成综合性总结报告,在专门网站上公开。尽管公共辩论对所辩论的项目并不具有裁决权,但这一机制为业主、公众、专家、反对者创造了发表意见的机会,提供了了解有关信息的平台。毕竟,辩论也是一种沟通,参与各方的想法在辩论之后或多或少会发生改变。法国电力公司输电网公司考虑到当地居民对人体健康和畜牧业发展的双重担忧,通过协议承诺,重视电网工程与环境的协调性,尽可能减少对当地畜牧业的影响。公共辩论结束后,法国电力公司输电网公司正式宣布启动该输电工程项目,但按照有关规定,辩论之后,各方对话依旧继续进行。业主不仅在开工前,而且在建设工程过程中,都要执行资讯透明政策,接受各方监管。启发:信息畅通规划先行作为公众,最希望听到的是来自权威部门的权威结论。当前关于电磁辐射最权威的结论,应该是来自世界卫生组织(WHO)的观点,在一些国家,该观点还被引用作为法庭证据文件。世界卫生组织的观点包括:没有一致的证据表明,暴露在我们生活环境中所经历的极低频场,会对生物的分子(包括DNA)引起直接伤害。迄今为止进行的动物实验结果提示:ELF场并不能始发或促进癌症;没有一个重要的委员会已经得出低水平的场确实存在危害性的结论;在输电线和配电线周围的ELF场水平并不考虑为对健康有危险。在国内,近年来抗议、阻挠输电线路施工的现象时有发生。有关方面认为,解决当前矛盾的重点是,按照世界卫生组织(WHO)的建议,改变国内电磁场公共健康信息严重失衡的状况,加强对符合标准的电力设施电磁场对公众健康无害的宣传。如果任由不科学、不准确的“道听途说”蔓延,会进一步增加公众的不安和恐惧。针对公共健康信息不均衡的局面,政府和电力企业应加强对公众的科普教育,向公众提供平衡的、明确的和全面的环保信息。制定鼓励政策,积极鼓励开展降低输变电设施的电磁场经济实用技术的研究和推广,积极研究改进电力设施与城市景观保持协调的措施,彻底解决公众对电力设施的误解。《电力最前沿》作者何学民认为,一些输电线路受到公众阻碍,一方面是由于公众出于对电磁辐射的担忧,另一方面则是公众认为经济利益受损——“你建了这条输电线路以后,我的土地贬值了,我的别墅跌价了,我的生活深受负面影响”。这也提醒政府和电力企业应该确立电力先行理念,输电线路规划必须及早进行,输电规划必须走在城镇规划的前面。如果电力建设滞后于城镇建设,那么这种滞后就会给输电线路建设带来很多难以逾越的障碍。
摘 要:介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态,对几种富有代表性的算法做了介绍,并比较了各自的优势和不足,包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。 关键词:矩量法;有限元法;时域有限差分方法;复射线方法 1 引 言 1864年Maxwell在前人的理论(高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在)和实验的基础上建立了统一的电磁场理论,并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律,这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式,最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解,而且效率也比较高,但是适用范围太窄,只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧,甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来,随着电子计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法发展起来,并得到广泛地应用,相对于经典电磁理论而言,数值方法受边界形状的约束大为减少,可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点,一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决,常需要将多种方法结合起来,互相取长补短,因此混和方法日益受到人们的重视。 本文综述了国内外计算电磁学的发展状况,对常用的电磁计算方法做了分类。2 电磁场数值方法的分类 电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等,频域技术发展得比较早,也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑,某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时,频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算,然后做傅里叶反变换才能求得解答,计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化,采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法,如GTD,UTD和射线理论。 从求解方程的形式看,可以分为积分方程法(IE)和微分方程法(DE)。IE和DE相比,有如下特点:IE法的求解区域维数比DE法少一维,误差限于求解区域的边界,故精度高;IE法适合求无限域问题,DE法此时会遇到网格截断问题;IE法产生的矩阵是满的,阶数小,DE法所产生的是稀疏矩阵,但阶数大;IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题,DE法可直接用于这类问题〔1〕。3 几种典型方法的介绍 有限元方法是在20世纪40年代被提出,在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前,作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法,有限元法已非常著名。 有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为: 应用变分原理,把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题,利用对区域D的剖分、插值,离散化变分问题为普通多元函数的极值问题,进而得到一组多元的代数方程组,求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤: ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D,并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题,得到如下一组代数方程组:其中:Kij为系数(刚度)矩阵;Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式(2),即可得到待求边值问题的数值解Xi(i=1,2,…,N) (2)矩量法 很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕: L(f)=g(3)其中:L是线性算子,f是未知的场或其他响应,g是已知的源或激励。 在通常的情况下,这个方程是矢量方程(二维或三维的)。如果f能有方程解出,则是一个精确的解析解,大多数情况下,不能得到f的解析形式,只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1,f2,f3,…,fn的线性组合:其中:an是展开系数,fn为展开函数或基函数。 对于精确解式(2)通畅是无限项之和,且形成一个基函数的完备集,对近似解,将式 (2)带入式(1),再应用算子L的线性,便可以得到: m=1,2,3,…此方程组可写成矩阵形式f,以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。 在电磁散射问题中,散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较,则可以采用一般的矩量法;如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围,那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响,有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的,因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比(N为离散点数),而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧,如采用小波展开,选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。 (3)时域有限差分方法 时域有限差分(FDTD)是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的,这些年以来,时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性,尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程,利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式,这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置,这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着,反之亦然。 这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式,通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算,在执行到适当的时间步数后,即可获得所需要的结果。 在上述算法中,时间增量Δt和空间增量Δx,Δy和Δz不是相互独立的,他们的取值必须满足一定的关系,以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式 差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件:其中:(对非均匀区域,应选c的最大值)〔4〕。 用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散,即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等,因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域,这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数,在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象,对此也应该进行定量的研究,以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间,而由于计算机内存总是有限的,只能模拟有限空间,因此差分网格在某处必将截断,这就要求在网格截断处不引起波的明显反射,使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件,使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射,当然不可能达到完全没有反射,目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求,如Mur所导出的吸收边界条件。 (4)复射线方法 复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式,在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位,从而直接得出局部不均匀波(凋落波)的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于:通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束/射线束(Bundle ofrays)分析模型;通过费马原理及其延拓,由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术,构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如,复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间,利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索,从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播,因此,提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索,这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。4 几种方法的比较和进展 将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情,他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化,得到通用的计算程序,而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长,由于他是区域性解法,分割的元素数和节点数较多,导致需要的初始数据复杂繁多,最终得到的方程组的元数很大,这使得计算时间长,而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题,有限元产生的是带状(如果适当地给节点编号的话)、稀疏阵(许多矩阵元素是0)。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散,多年来人们一直在研究这个问题,试图找到一种有效、方便的离散方法,但由于电磁场领域的特殊性,这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构,一般的剖分方法难于适用;另一方面,由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关,因而人们采用了许多方法来减少存储量,如多重网格法,但这些方法的实现较为困难〔6〕。 网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一,采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整,在网格密集区采用高阶插值函数,以进一步提高精度,在场域分布变化剧烈区域,进行多次加密。 这些年有限元方法的发展日益加快,与其他理论相结合方面也有了新的进展,并取得了相当应用范围的成果,如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等,还包括一些尚处于探索阶段的工作,如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等,这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。 矩量法将连续方程离散化为代数方程组,既适用于求解微分方程,又适用于求解积分方程。他的求解过程简单,求解步骤统一,应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧,如离散化的程度、基函数与权函数的选取,矩阵求解过程等。另外必须指出的是,矩量法可以达到所需要的精确度,解析部分简单,可计算量很大,即使用高速大容量计算机,计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用,已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式,得到关于场分量的有限差分式,针对不同的研究对象,可在不同的坐标系中建模,因而具有这几个优点,容易对复杂媒体建模,通过一次时域分析计算,借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应;能够实时在现场的空间分布,精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性;计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制,其网格空间不能无限制的增加,造成FDTD方法不能适用于较大尺寸,也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多,若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸,而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合,目前这种技术正蓬勃发展,如时域积分方程/FDTD方法,FDTD/MOM等。FDTD的应用范围也很广阔,诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。 复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点,在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场,通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献,可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩(雷达舱)、(加吸波涂层)翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制,但其本身是一种高频近似计算方法,由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献,带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势,尤其是对复杂目标的处理。5 结 语 电磁学的数值计算方法远远不止以上所举,还有边界元素法、格林函数法等,在具体问题中,应该采用不同的方法,而不应拘泥于这些方法,还可以把这些方法加以综合应用,以达到最佳效果。 电磁学的数值计算是一门计算的艺术,他横跨了多个学科,是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲,从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要,应大力进行电磁场的并行计算方法的研究,不断拓广他的应用领域,如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。参考文献〔1〕 文舸一.计算电磁学的进展与展望〔J〕.电子学报,1995,23(10):62-69.〔2〕 刘圣民.电磁场的数值方法〔M〕.武汉:华中理工大学出版社,1991.〔3〕 张成,郑宏兴.小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕.宁夏大学学报(自然科学版),2000,21(1):76-79. 〔4〕 王长清.时域有限差分(FD-TD)法〔J〕.微波学报,1989,(4):8-18.〔5〕 阮颖诤.复射线理论及其应用〔M〕.成都:电子工业出版社,1991.〔6〕 方静,汪文秉.有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕.微波学报,2000,16(2):139-143.〔7〕 杨永侠,王翠玲.电磁场的FDTD分析方法〔J〕.现代电子技术,2001,(11):73-74.〔8〕 洪伟.计算电磁学研究进展〔J〕.东南大学学RB (自然科学版),2002,32(3):335-339.〔9〕 王长清,祝西里.电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕.北京:北京大学出版社,1994.〔10〕 楼仁海,符果行,袁敬闳.电磁理论〔M〕.成都:电子科技大学出版社,1996. 现代电子技术
生活中电磁辐射污染论文类的 供研究者使用生活中的电磁辐射污染及防范【摘 要】如今我们工作、生活在 E 时代,在你每天尽情享受科技带来的便捷 和舒适时,有没有想过,在不知不觉中频率不同的电磁波,在我们周围悄无声息地 构成了一种被称作“ 电子 雾”的浓重污染源,它看不到、听不到、嗅不到、摸 不到,神不知鬼不觉地任意穿透、 “切割”人的身体,如同“幽灵”一样,令人防不 胜防。生活中的电子产品种类十分众多,与我们的生活、工作关系非常密切,我们 与它们接触的时间又比较长,因此,这些电子产品所产生的电磁辐射对人体健康 的影响问题已经越来越受到人们的重视。 那么,什么是电磁辐射污染?它对人体作 用的机理有哪些?如何防范电磁辐射污染?【关键词】电磁辐射污染 电磁辐射污染机理 电磁辐射污染防范1831 年英国 科学 家法拉第应用电磁感应的方法,使磁场中的导体在一定 条件下产生了感应电流。 这是 19 世纪最伟大的发现之一,随即世界上第一座发电 站的建成标志着人类迈进了电磁辐射的应用时代。一百多年前,电磁辐射已经深 入到了人类生活的方方面面,当今更是进入了一个电磁辐射的高利用时代。 不过,科学历来都是一把双刃剑,时代的进步常常是要付出一定代价的,这种 二律背反的现象已经得到了 历史 的多次验证。 人们在充分享受电磁辐射带来的 方便舒适的同时,也日渐感受到了它的负面效应。如各类各类办公自动化设备、 移动通讯设备、 家用电器迅速进入我们的生活,提高了我们的工作效率,丰富了我 们的精神和物质生活。就在我们的生活前所未有的便捷的同时,我们所使用的高 科技产品所产生的电磁辐射,又成为继室内空气污染、放射性污染和噪音污染之 后的又一室内环境污染。特别是近些年来,国内外媒体上屡屡报道的有关电磁辐 射对人体有害,更是让人们感觉到了来自电磁辐射的威胁,以致于很多人一提起 它,就有一种莫名的痛恨和恐惧。1 电磁辐射污染: 所谓电磁辐射污染是指高压电、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发 射塔和电子仪器、医疗设备、自动化设备及微波炉、收音机、电视机、电脑、手 机等工作时产生的各种不同波长频率的电磁波。 人体如果长期暴露在超过安全的 电磁辐射剂量的电磁辐射下,细胞就会被杀伤或杀死。随着信息技术产品的不断 丰富,电磁辐射污染已经成为危害人们工作和生活的辐射污染的重要类型之一。 另一个方面,信息技术要依靠电磁波,而电磁波极容易被干扰和破坏,由此会带来 一些垃圾信息、有害信息的侵害,这也是电磁辐射污染的一个方面。电磁辐射会 造成所谓的“电磁污染”,人们也叫它电子“烟雾”或电子垃圾,即电磁辐射的强 度超过人体或环境所能承受的限度所产生的危害现象。它无色、无味、无形、无 踪,无任何感觉,可穿透包括人体在内的多种物质,无处不在,被科学家称为 “电子 垃圾”或“电子辐射污染”,有专家称这是继大气污染,水污染和噪音污染的第四 污染。2 电磁辐射对人体作用机理人体是导体,可以吸收电磁场的能量。 在电磁场的作用下,人体的分子会发生 取向排列,在分子排列过程中相互碰撞消耗磁场能而转化为内能,引起热效应。 电 磁场强度越大,则热效应越明显;电磁振荡频率越高,热效应越明显,即电磁辐射 对人体的作用:微波>超短波>短波>中波>长波。 而且干扰人体生物电信息的传递。 科学实验已表明,电磁辐射污染对人体的危害主要为两个方面——致热作用和非 致热作用。 致热作用致热作用是指电磁波穿透生物体表层,直接对肌体内部组织 “加热” (如同微波炉加热食品一样),即在高频电磁波作用下,物质的温度会发生改变。 高 频电磁波的致热作用会对生物体产生影响,从而对人体造成严重的伤害,导致乳 腺癌、阳痿、流产、胎儿畸形等疾病。 非致热作用非致热作用主要是指电磁波对人体植物神经系统的危害,造成心 悸、脱发、心动过缓、血压降低和妇女月经失调等疾病。有一个典型的实验是这 样做的:从鸡雏、猫的体内摘取出大脑皮质,用调制后的特高频、甚高频电磁波对 其进行照射,发现有钙离子析出。钙离子是生物体内信息传递、免疫系统工作和 细胞繁殖不可缺少的物质,它的浓度变化必然会对生物体产生影响。3 生活中电磁辐射污染的防范 现代 生活,处处离不开与 电子 设备打交道。能制造电磁辐射污染的污染 源无处不在,电脑、打印机、复印机、手提电话、无线电仪器等无不产生对身体 不利的电磁辐射波;与日常生活有关的如电视机、音响、洗衣机、电冰箱、空调、 微波炉等均能产生各种数量不等的电磁干扰,我们如何防护呢? 生活中怎样才能防止和减少室内电磁辐射污染呢? 中国 室内装饰协会室内 环境监测中心的专家提醒大家注意以下几点: 在购买电子产品是应注意证实该产品是否已经通过了 CCC 认证(国家对电子 电磁兼容性的安全认证);尽量减少对高辐射产品的使用;尽量使用低辐射的产品, 如低辐的电视机、微波炉、电脑等;尽量使用坐机拨打电话,少用手机拨打电话。 手机接通瞬间释放的电磁辐射最大,最好在铃声响过一两秒或两次铃声之间接听, 使用时头部和手机天线的距离尽量远一些。 有人说了,不买家电或是有也束之高阁不再用,污染不就没有或减少了嘛。 好 倒是好,可是要没了它们,咱们的生活就该倒退回从前的艰苦时代了。 恐怕没人愿 意放弃好生活而去过苦日子吧,多学几招防范措施才是现实可行之策。例如: 不要把家电摆放得过于集中,以免使自己暴露在超限量辐射的危险之中。特 别是一些易产生电磁波的家电,如电视、电脑、冰箱、收音机等,最好不要集中摆 放在卧室里。 要避免长时间使用家用电器、手机等,还要尽量避免同时启用多种家电。与 家电保持安全距离很有必要。距离越远,受电磁波侵害就越小。 彩电的安全距离是荧光屏宽度的 5 倍左右,日光灯为 2~3 米,微波炉开启之 后要离开至少 1 米远,孕妇和小孩应尽量远离微波炉。 电器暂停使用时,最好不让 它们处于待机状态,因为此时可产生较微弱的电磁场,长时间也会产生辐射积累。 还有一招就是吃东西。多食用胡萝卜、豆芽、西红柿、油菜、海带、卷心菜、 瘦肉、动物肝脏等富含维生素 A、C 和蛋白质的食物,加强机体抵抗电磁辐射的能 力。 居住、工作在高压线、雷达站、电视台、电磁波发射塔附近的人,佩带心脏起搏器有条件的应配备阻挡电磁辐射的屏蔽防护服。 电视、电脑等有显示屏的电器设备可安装电磁辐射保护屏,使用者还可配戴 防辐射眼镜。 显示屏产生的辐射可能导致皮肤干燥,加速皮肤老化甚至导致皮癌, 因此在使用后应及时洗脸。 注间电磁辐射污染的环境指数。有关专家提醒,5 种人特别要注意这一条,第 一是生活和工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁发射塔附近的 人员;第二是经常使用电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员;第三是生活 在现代电器自动化环境中的工作人员;第四是佩戴心脏起搏器的患者;第五是生 活在以上环境里的孕妇、儿童、老人及病患者等,都应该了解室内电磁辐射污染 的程度,如果环境中电磁辐射污染比较高,就必须采取相应的措施。 对于 E 时代下的又一现代污染———电磁辐射已经被联合国人类环境大会 列入必须控制的造成公害的主要污染物之一。记得吗?我们的儿歌里曾把站着几 只小麻雀的高压线比作五线谱,那曾是城市里最美的图画。可时过境迁,如今,因 为怀疑围绕在居民区周围的高压线释放出的电磁辐射会损害人体健康,高压线的 建设者们屡次亮相听证会甚至法庭,争端大有愈演愈烈之势。 一些专家说,人类认 识世界是一个渐进的过程,许多问题还有待 科学 研究的进一步深入和时间的考 验。目前,不管学术界的争论如何激烈,现存的、引起很大争执的问题应该及时得 到解决。首先,应该及时推出直接关系到公众健康的产品标准。第二、对于已有 标准的产品,应该加强监管力度,特别是列入 3C 认证目录的产品。第三,应该制定 相关的 法律 、法规以及时解决目前引起争端的事件。当然,对于我们普通人也 要适当改变一下生活方式。 如尽量用更多的时间到户外活动,到乡村去,到田野去, 接近大 自然 ,享受大自然。参考 文献 [1]《宇宙、地球和大气》[美].I.阿西摩夫著科学出版社. [2]《电磁波工程》朱建清,著.国防科技大学出版社.
电磁场与微波技术,是电子信息类学科的一门非常重要的专业理论课,目的是满足学生以后从事微波天线以及射频类的相关工作需求。我整理了电磁场微波技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!
“电磁场与微波技术”课程的改革与实践
摘要:在对“电磁场与微波技术”课程的改革与实践中,分析了目前该课程的教学中存在的主要问题,结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况,整合了电磁场与电磁波、微波技术和天线理论三门课程的主要内容,加强了该课程与工程实际的结合,适应了三本学校的应用型人才的目标,并通过教学方式和考核方式等方面的具体改革措施,提高了该课程的教学质量,尤其是提高了学生对该课程的相关知识和技术的实际应用能力。
关键词:电磁场与微波技术;工程实际;考核制度
作者简介:张具琴(1980-),女,河南信阳人,黄河科技学院电子信息工程学院,讲师;贾洁(1982-),女,河南安阳人,黄河科技学院电子信息工程学院,助教。(河南郑州450063)
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)17-0054-02
随着信息时代的发展,作为信息主要载体发展方向的高频电磁波—微波,不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信、雷达等高科技领域得到了广泛的应用,而且已经深入到了各行各业中,在人们的日常生活也扮演着重要角色。因此对于电子信息专业的学生来说,电磁场、微波技术与天线类课程在目前及今后都是不可缺少的主干专业课程。[1,2]但由于该课程的自身特点及对于该课程教学的一些传统认识,使得学生对该课程的知识和技能的学习和掌握不能满足国内对电磁场与微波技术及其相关专业人才的需求。为提高该课程教学质量和人才培养质量,尤其是针对三本院校的应用型人才培养目标,笔者认真分析了该课程教学中的问题,结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况,对该课程进行了一系列的改革和实践探索,并取得了一定的成果。
一、“教”“学”中的主要问题
该课程传统的教学方法是以事实性知识传授为教学目标,即课程内容是介绍“是什么”“为什么”,而缺乏“怎么做”“怎么用”,过分强调理论,而缺乏对知识的实际应用。
目前该类课程所用教材多为一本学校编著,这些教材整体突出课程内容的完整性和理论分析的严密性。对于理论基础一般也较为薄弱、更注重实际应用能力的三本学生来说算是“天书一部”,学习起来也“味同嚼蜡”,教师授课也是事倍功半,教学效果很不理想,很多三本学校对该课程的开设是“形同虚设”。
该类课程的教学模式仍是以理论教学为主的,教学方法和内容很少涉及该课程的实际知识应用和人才就业的方向指导,结果学生学完后除了知道有很多公式推导外,对该课程其他方面相关内容知之甚少,所以缺乏学习动力,教学效果不佳。
对于该课程的考核制度多为“一刀切”模式,即“考试分数定高低”,未能考虑学生的个体差异,忽视学生学习能力、学习过程、学习方式差别,不能很好调动学生的积极性和主动性。
二、改革方法和措施
1.改革传统的事实性知识传授的教学目标,更注重对实际应用能力的培养
在教学内容中,增加具体理论的应用实例分析,[3]使学生对电磁场和微波的实用性有较好的认识;增加微波技术在新科技和社会生产生活中的实际应用的一些例子,使学生有更强的学习兴趣和学习动力;课程中很多知识点的引入,都以思考题和小的科研课题的形式提出,使学生应用所学的理论知识分析解决实际问题的能力与创新、研究能力得到相应的锻炼。
增开相应的微波实验项目,使学生的实际动手能力得到很好提高,考虑到实验室建设的成本的问题,可以通过先引入微波的仿真实验项目或者引入与现有的大学物理实验、通信原理实验等成熟实验项目相结合的实验项目。[4]
2.突破传统的一本院校所编教材的限制,使学生在有限的时间内掌握具有生命力的知识基础和必要技能,以满足高素质应用人才知识结构和素质结构的需求
在实际授课过程中注重将“电磁场与电磁波”、“微波技术”和“天线理论”有机结合,采用电磁场与微波技术结合的自编的简本教材为授课教材,把天线及应用作为扩展补充教材,将三者精要贯穿于教学中。这大大节约了理论教学时间,使学生有更多的时间参与到实践中去,有利于培养学生应具有的实践能力。
具体教学内容方面:加强了该课程中的最基本的电磁场的概念、定理的讲解,力求夯实该门课程的基础;增加了微波在新科技中的应用和微波的发展前景的介绍和大量的网络理论应用实例分析等,有利于学生学习目标、学习兴趣的建立和实际应用能力的提高;针对该门课程涉及知识面广、理论性较强的特点,对于只是涉及而非重点内容大胆删减或者采用增加附录的形式直接给出,这样有利于学生有针对性地学习;对于课程中的概念采用“量纲分析法”,使学生对概念的物理意义有更深地理解,应用起来能够更加娴熟;对于其他新知识的引入采用“概念—方程—新概念”教学模式,顺着学生的理解思路,水到渠成;更加注重了理论与实践的结合,每个具体的理论讲完后,立即有相应的实例分析,既有利于提高学生的实际分析问题的能力又有利于提高其学习兴趣。
3.改革传统的理论教学为主的教学方法,开展“以应用为基本出发点”的理论教学方法研究
(1)以应用为本,确定理论教学的研究方法。在教学大纲和简本教材中,弱化理论讲解,重视实际解决问题能力的提高,主要采用“用什么理论,讲什么理论”和选学、自学内容相结合的模式,即让大多数学生学到了本课程的主要内容,又让学有富余的学生得到更深层次的提高。
(2)注重对学生进行思维能力与应用能力的训练。改变传统的纯理论讲解、缺少实际应用实例的情况,在教学过程中注重理论讲解、实例分析、习题课相结合;以思考题和小的科研课题的形式,对学生进行有效的思维能力与应用能力训练。
(3)具体教学方法中,采用多种方法相结合,尤其是板书和多媒体相结合教学。对于主要理论、公式的推导,以板书教学为主,有利于学生的理解和接受;而对于一些介绍性知识、实例讲解和仿真实验方面,可辅以多媒体教学和动画演示,丰富学生的感性认识和知识量。
(4)注重案例教学。例如,以往年学生的毕业设计为案例,阐明微波是如何用来解决实际问题的;提出目前理论应用于实际的方向和技术瓶颈,鼓励同学们探索和研究,力争做到理论与实践相互联系,相互穿插,相辅相成,使学生真正从这门课程中学到“实惠”,即掌握了具体知识的应用,也为其以后的就业指明了方向。
(5)开设“第二课堂”教学法。针对学生层次的差异,可以采用课堂教学与网络教学相结合的方式、给出小型科研调研题目等方式,[5,6]使每个学生的潜能都能得到最大的发挥。充分利用黄河科技学院(以下简称“我校”)的校企业合作平台,让学生利用半年左右的时间充分参与到微波天线企业一线的科研和生产中,在理解整机工作原理的基础上,研究实际的产品部件;通过在学生与学生之间、学生与老师之间、工程技术人员之间对出现问题的讨论,使学生更全面地思考和理解问题,另一方面也能使学生掌握和了解最新的知识,适应科技高速发展的需要,实现与时俱进。
4.改革传统的考核制度“一刀切”模式,开辟“多样化的柔性”考核制度
结合“因材施教”的指导方针,认真考虑学生的个体差异,增强“第二课堂”的作用,开设“老生研讨课”,加重过程考核,提出开卷考试制度等方案,极大地调动了学生的积极性和主动性,提高了教学效果。传统的终结性考核以理论知识、标准答案、闭卷形式为主。改革后的考核方式更加注重过程考核,加入调研报告成绩,课程小结成绩实,实践环节成绩;考试试卷上增设选做题目、课程设想等,给学生充足的学习空间,有利于激发学生的学习自主性,提高学习的自觉性和自学能力;考试采用开卷形式,重视知识的应用而弱化死记硬背,加强学生的应用能力的考核。
另外,本课程的教学中也广泛利用网上电子教案、习题库等教学资源,为学生的自学和课后复习提供了一定的空间,随着课程网络资源的建设,教学中可利用校园网实现网络教学、在线测试、在线答疑。
三、改革实践的效果
课程教学目标和教学内容的调整,理顺并抓住了根本,节省了时间,避免了枯燥繁冗的数学推导过程,使学生接触更多的工程实践,适应了三本学校的应用型人才目标;教学方法、教学手段的改革,加强了理论与实际的联系,避免了学生对该课程中一些难而无用的知识纠结,侧重工程实际应用,使他们的实践能力大大提高;考核方式的改革,使学生的学习积极性得到了全面地调动,学生能够主动参与到学习过程中,学习方式灵活、学习兴趣也有了很大的提高。
改革后学生能够积极主动地参与到“电磁场与微波技术”的学习中,通过亲身体验和相关内容的学习,积累和丰富直接经验,促进学生掌握了该课程的基本知识和基本技能,培养了学生的创新精神、实践能力和终身学习的能力。具体表现在以下几个方面:本课程的合格率达到了95%以上,优秀率将近40%;有近50%的学生投入到该课程的研讨式学习和科研课题研究中,6名同学在科技期刊上发表了科研论文;三届毕业设计有13名学生做了该方向的课题,[7]其中3名同学取得了优秀毕业设计的成绩;在两届全国大学生电子设计大赛中,2名同学选择了该方向的创新设计并取得了优异成绩;该方向的就业率和考研率都有很大提高,2005级以来三届近400名毕业生中就有15名学生从事该方向工作,实现了我校该方向就业的零的突破,有近30名毕业生选择该方向为研究生报考方向。
四、结束语
该课程的教学改革和实践在教学质量和人才培养方面取得了一定的成绩,但教学改革任重道远,要培养出既具有理论知识基础又具有较强实践能力的适应时代的高素质应用人才,必须与时俱进地调整和充实教学的各个环节,协调和配合好教学体制和机制的多方面才能达到最佳效果。
参考文献:
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稀土永磁同步电机的开发与应用扩大了永磁同步电动机在各个行业的应用,稀土永磁电机最显著的性能特点是轻型化、高性能化、高效节能。高性能稀土永磁电机是许多新技术、高技术产业的基础。它与电力电子技术和微电子控制技术相结合,可以制造出各种性能优异的机电一体化产品,如数控机床,加工中心,柔性生产线,机器人,电动车,高性能家用电器,计算机等等。随着稀土永磁电机技术的不断发展其行业逐渐呈现以下发展趋势。 向高效节能方向发展 稀土永磁电机又是一种高效节能产品,平均节电率高达10%以上,专用稀土永磁电机可高达15%~20%。 电动机的节能分两个方面。一方面是改革异步电动机的结构,提高效率和其他性能,异步电动机以其结构简单、价格便宜、适应各种工况条件等优点被广泛应用于工业生产各个领域。其次是发展永磁同步电动机,可以取得更高的节电效果。 国外提高电动机效率的主要途径,是通过对异步电动机的优化设计,增加铜、铝、电工钢板等有效材料用量,降低绕组损耗和铁耗;采用较好的磁性材料和工艺,以降低铁耗:合理设计通风结构和选用高性能轴承,降低机械损耗;通过改进设计和工艺,降低杂散损耗,国外己开发出高效异步电机。根据我国国情,高性能的稀土永磁材料已实现产业化,钕铁硼的产量现已居世界第一位,钕铁硼的价格也趋向合理。所以发展永磁同步电动机是新世纪电机工业技术发展趋势之一。 向机电一体化方向发展 要提升传统机电产品的水平,必须紧紧抓住机电一体化这个环节。实现机电一体化的基础,是发展各种机电一体化需用的各种高性能稀土永磁电机,如数控机床用伺服电机,计算机用VCM音圈电机。一台60把刀加工中心,要配备30台伺服电机。变频调速稀土永磁同步电机和无刷直流电机是机电一体化的基础。 向高性能方向发展 现代化装备向电机工业提出各种各样的高性能要求,如军事装备要求提供给各种高性能信号电机,移动电站,自动化装备用伺服系统及电机,航空航天用高性能、高可靠性永磁电机,化纤设备用高调速精度变频调速同步电动机,数控机床、加工中心、机器人用高调速比稀土永磁伺服电机,计算机用高精度摆动电机及主轴电机等等。 向专用电机方向发展 电机所驱动的负载千变万化,如全部采用通用型电动机,在某些情况下,技术经济很不合理。因此国外大力发展专用电机,专用电机约占总产量的80%,通用电机占20%。而我国恰恰相反,专用电机只占20%,通用型电机占80%。专用电机是根据不同负载特性专门没计的,如油田用抽油机专用稀土永磁电机,节电率高达20%。这方面的节能潜力很大。电机工作者不仅要研究电机本身,更应当研究所驱动负载的特性,设计出性能先进、运行可靠、价格合理的稀土永磁电机产品。 向轻型化方向发展 航空航天产品,电动车辆、数控机床、计算机、视听产品、医疗器械、便携式光机电一体化产品等,都对电机提出体积小、重量轻的严格要求。永磁同步电动机以其体积小、 节能、 控制性能好、 又容易做成低速直接驱动, 消除齿轮减速装置, 可通过频率的变化进行调速等优点, 在电梯技术上得以开发应用。相信随着电子技术和控制技术的发展,稀土永磁同步电机技术会朝着高效节能、机电一体化、高性能、专用电机、轻型化的方向发展并日趋完善。
近年来,随着重稀土资源的匮乏及新能源汽车等对永磁材料耐温需求的不断上升,开发新型耐温永磁材料尤为迫切。具有胞状组织结构的钐钴永磁材料高温磁性能和耐腐蚀性优异,在航天航空、微波器件、传感器、汽车部件、高温电机等尖端领域具有不可替代的应用,其耐温机制的深入研究对新型耐温永磁体的开发有重要指导性意义。中科院宁波材料所稀土磁性功能材料实验室长期从事高品质钐钴永磁材料的研发,近期在钐钴永磁矫顽力调控机制方面取得创新性研究进展。 传统研究一致认为铜对钐钴胞壁相磁性的影响是调控其耐温性的主要技术途径。宁波材料所稀土磁性功能材料实验室通过对钐钴磁体胞状组织结构及其高温反磁化行为的系统研究,创新性地利用稀土元素对胞壁相磁性的影响,通过液相合金热扩散工艺,攻克了稀土元素在胞壁相偏聚分布的关键技术难题,成功实现稀土元素对胞壁相磁晶各向异性的调控,研制出矫顽力温度系数(150~550K)连续可调的钐钴磁体。对矫顽力机制的深入研究表明该现象来源于钐钴磁体胞壁相的自旋再取向转变,是一种新型的矫顽力调控技术,且可能具有普适性。基于这一研究结论,研究人员进一步提出在其它的永磁材料体系中,通过双相纳米复合的途径,控制复合相磁晶各向异性随温度的变化,有望实现磁体矫顽力温度系数的连续可调。值得指出的是,该技术有望从根本上解决耐温型钕铁硼永磁材料对重稀土元素严重依赖的现状,实现无重稀土耐高温稀土永磁材料磁性能的突破。相关研究成果已申请专利(; ),并发表在APL (accept)、JMMM (374(2015)634–638)、IEEE Trans. Magn. (50(2014) 2101704) 国际专业期刊上。 本研究工作得到了宁波市创新团队(2012B81001)、宁波市科技重大攻关(2014B11009)、国家青年自然基金(51301190)等项目的支持。 反常矫顽力温度系数图磁体微观结构示意图
对国际新闻了解很多的朋友应该了解这些信息,并在土耳其发现大量稀土。众所周知,稀土是一种相对宝贵的资源,但在土耳其发现了矿山稀土已经达到了亿吨,其中的数量非常惊人,中国也是稀土资源最丰富的国家,然后土耳其在中国发现了这样的稀土资源,这会产生什么影响?
众所周知,在土耳其发现稀土之前,中国是世界上第一个拥有稀土储量的国家,作为重要资源,甚至是工业黄金。它被广泛使用,许多新材料需要作为原材料回收的,其中最重要的回收作用是提高产品质量和相关性能,众所周知,稀土资源可用于制造坦克和导弹这些用于钢铁的高端武器这些军事武器在国防中非常重要。这意味着稀有土地对国防军的发展非常重要,而稀有土地也在科学技术中发挥作用,一些超导电子芯片其他技术需要稀土资源的帮助,稀土在军事科技中发挥着不可或缺的作用。
首先,在土耳其发现稀土后,它肯定会对中国的稀土储量产生影响。事实上,一方面,稀土资源储量稀缺,另一方面,精炼土地稀缺另一方面,这也很重要,尽管土耳其发现了惊人的稀土矿储量,但稀土冶炼技术仍然短缺,因此,在短时间内,土耳其的稀土资源将不会它对中国的稀土资源产生了影响。与此同时,由于土耳其发现了大量的稀土资源储量,因此有可能进行出口。那么,如果我国被迫进口稀土资源土耳其,那么我们稀缺的土地资源就可以得到很好的保护,这也是保护我们国家免受资源侵害的一种方式。
最后,作为最重要的不可再生资源之一,稀土资源的利用和冶炼非常重要。据信,中国将有效利用稀土资源,并将发挥更大的作用。
前瞻网摘要:近来,中国工业和信息化部原材料工业司副司长潘爱华指出:新材料是带动传统产业升级的革命力量,是推动中国技术创新的先导,历史上每一次重大新技术的发现和某种新产品的研制成功,都离不开新材料的发现和应用。新材料产业“十二五”发展规划提出了六大领域20个重点发展方向,稀土永磁材料位列其中。前瞻网发布的《中国稀土永磁材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》分析认为,稀土永磁材料需求结构中,风电、新能源汽车、节能变频空调是行业三大增长点。前瞻网发布的《中国稀土永磁材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示,2001-2013年,我国稀土永磁材料的生产规模不断扩大,从2001年的产量不足1万吨,到2012年的10万吨,11年期间实现了翻番。2010年,我国稀土永磁材料产量为82600吨(实物),比2009年增长,其中:烧结钕铁硼磁体78000吨,较2009年增长50%;粘结钕铁硼磁体4000吨,较2009年增长;钐钴磁体600吨,与2009持平。2013年,我国稀土永磁材料产量已超过10万吨,已超过世界总产量的85%,粘结钕铁硼的产量为4400万吨左右。前瞻产业研究院稀土永磁材料行业研究小组预计2015年,我国的稀土永磁材料将超过15万吨。
吸入性肺炎在临床上常见,吸入是常有的现象,有研究和统计资料表明,包括隐性误吸在内正常人在睡眠中可能有45%~50%发生误吸,有意识障碍的患者则高达70%。它的发病机制为:1.局部免疫防御功能减退 正常呼吸道的免疫防御机制有黏液-纤毛运载系统,肺泡巨噬细胞使气管隆突以下的呼吸道保持无菌并能排除下呼吸道的微小异物保持呼吸道的清洁,老年人呼吸系统解剖结构和功能衰退,使呼吸道保护性反射减弱,局部免疫防御功能减退。(1)吞咽反射,吞咽运动是防止异物进入气道的反射性运动,与脑活动性高低相关。有实验表明,65岁以上的老年人吞咽时间比年轻人延长,老年人、睡眠、长期卧床、痴呆可使该反射降低,老年人喉黏膜萎缩,喉的感觉减退常引起吞咽障碍,使食物易呛入下呼吸道引起肺炎。(2)咳嗽反射,是指当异物侵入呼吸道时出现的反射性咳嗽,是保护性反射,以清除呼吸道的异物,此种反射随年龄的增长逐渐低下,尤其是不同程度的痴呆老人,降低尤为明显。(3)呼吸道的纤毛运载能力,侵入到呼吸道末梢部位的微小异物主要由该系统排除,在老年人尤其是患慢支、哮喘等慢性肺部疾病者可使这种能力下降,易使下呼吸道被病原微生物侵入和定植。吸烟和慢支可出现下呼吸道的菌群移生即与此有关。2.全身免疫功能下降 60岁以后机体的免疫力逐渐降低,胸腺组织体积比年轻者明显减小,免疫细胞种数和功能也下降,故老年人抗感染能力减弱,此外老年人营养不良、高血压病、心功能不全、糖尿病等慢性病的发病率高,是病原微生物侵入下呼吸道后易发展成吸入性肺炎的危险因素。3.口咽部细菌寄植的增加 肺部感染主要是由吸入口咽部病原体引起,经血液引起肺部感染的比例很少。细菌在口咽部寄植是引起吸入性肺部感染的重要因素,往往是先有口咽部细菌的寄植而后发生肺部感染。(1)正常情况下唾液中酶蛋白和SIgA可以阻止细菌在黏膜表面黏附,细菌不能在黏膜表面定植,而被附于黏膜上的分泌物黏着,随分泌物被清除,口腔内正常菌群之间的平衡,由于不合理使用抗生素,气管插管,鼻饲而被破坏,导致病菌乘虚而入大量繁殖。老年人生理功能老化,气管内的分泌型IgA减少及唾液中的酶蛋白降低,使口咽部抗菌机制被破坏,从而易引起口咽部细菌寄植增加,在呼吸道防御机制受损的情况下,误吸、移植于下呼吸道,进一步引起感染。近年来随着抗生素的大量应用,尤其不合理用药,耐药菌株不断产生,一旦产生耐药性,敏感菌被大量杀灭,耐药菌大量繁殖,出现菌群失调,尤其当位于咽部、扁桃体隐窝等抗生素不易到达的部位,成为内源性固定源,反复误吸造成反复的吸入性肺部感染。(2)胃食道反流:慢性胃部疾病,胃肠功能紊乱,胃液分泌减少,胃酸下降等因素可增加口咽部细菌寄植。正常情况下胃液的pH<2,细菌很难在其中定植及存活,如果当pH升至4以上时,细菌即可大量繁殖,并在胃壁内定植,继而向口腔移行。此种情况多见于老年人、大量饮酒、长期鼻饲、使用抗酸药及H2受体阻断药,反流性食道炎等。另外鼻饲管的长期放置,不但有利于细菌在其表面附着,而且大量的鼻饲,可以引起胃内pH升高,胃过度膨胀,增加反流,可使胃内大量细菌繁殖,并沿着鼻饲管向口腔移行。关于引起细菌性吸入性肺炎的病原菌很复杂。在健康老人口咽部寄居的正常菌群有绿色链球菌和变异性链球菌,少量肺炎链球菌,流感嗜血杆菌,厌氧菌,真菌(主要为念珠菌、地丝菌)等。主要的需氧菌和兼性厌氧菌有肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌等革兰阳性球菌和大肠埃希杆菌、肺炎克雷白杆菌、铜绿假单胞菌等革兰阴性杆菌,但只占2%~6%,一般不超过10%,某些肠杆菌、铜绿假单胞菌虽可检出,但含菌数不多,这些菌群之间,相互依存,维持着动态平衡。在卫生不良的口腔,厌氧菌常大量寄生,致病的厌氧球菌呈革兰阳性染色(如消化链球菌等),厌氧杆菌为革兰阴性染色(如梭形杆菌、脆弱类杆菌、产气荚膜杆菌、产黑色素杆菌等),厌氧杆菌常与其他病原体在肺部形成混合性感染,其分泌物常有恶臭为厌氧菌发病的特点之一。社区性吸入性肺炎单纯由厌氧菌所致者占60%,兼性混合感染占30%。致病菌应以肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌为多见,革兰阴性杆菌的比例占20%。但近年来因贫困化加剧及医疗费用增高,院外治疗明显增多,加之院外抗生素的广泛及不合理用药,其比例仍有增多趋势,使院外感染的致病菌更加复杂。院内获得性肺炎的致病菌以革兰阴性杆菌为主,且常为耐药菌株如大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷白杆菌,其余为支原体、真菌和病毒。肺炎支原体感染可在局部引起小流行(如病房、家庭)。混合感染占50%,近年来细菌耐药情况不断增加,主要与病原体的变迁及不合理使用抗生素有关,现耐药率据不完全统计达35%。吸入性肺炎与吸入时的体位有关,好发于上叶后段和下叶背段,解剖上右总支气管走向陡直,管径粗,较左叶好发。坐位时易发生于两下肺。细菌性吸入性肺炎:老年性肺炎多为支气管肺炎,可占80%~90%,病原体经气管入侵,引起细支气管,终末细支气管及肺泡的炎症。镜下可见气管,支气管黏膜上皮变性坏死脱落,形成溃疡和增生,进展可向细支气管和肺泡蔓延,细支气管壁有弥漫性淋巴细胞浸润,充血,水肿,并向支气管周围扩展,产生肺间质肺泡水肿,肺泡内充满红细胞,单核细胞,巨噬细胞和纤维素,也可以表现为坠积性肺炎,因咳痰无力,呼吸道内分泌物潴留,局部肺充血及肺泡萎陷,形成肺不张和阻塞性肺炎,另一方面由于重力作用影响引起液体自血管外溢形成肺间质肺泡水肿。有时厌氧菌感染可引起肺脓肿,可以表现为肺组织的广泛化脓性炎性病变,炎症主要累及肺叶,肺段,进一步组织坏死形成空洞或脓腔。典型的大叶性肺炎很少见,病理表现为肺叶、肺段的炎症。化学性吸入性肺炎的病理生理为吸入胃内容物后,胃酸刺激支气管引起强烈的支气管痉挛,随后产生支气管上皮的急性炎症反应和支气管周围炎症浸润,进入肺泡的胃液迅速向周围肺组织扩散,肺泡上皮细胞破坏,变性并累及毛细血管壁,血管壁通透性增加和肺泡毛细血
xī rù xìng fèi yán
iration pneumonitis [WS/T 558—2017 脑卒中患者膳食指导]
吸入性肺炎(iration pneumonitis)是指吸入酸性物质,如动物脂肪、食物、胃内容物、挥发性的碳氢化合物或其他 *** 性液体后,引起的肺损伤[1]。严重者可发生呼吸衰竭或呼吸窘迫综合征[1]。
临床上吸入胃内容物,由于胃酸引起的肺炎较吸入碳氢化合物液体为多见,且更为重要。煤油、汽油、干洗剂、家具上光剂等有时可误吸,多见于儿童。正常人由于喉保护性反射和吞咽的协同作用,一般食物和异物不易进入下呼吸道,即使误吸少量液体,亦可通过咳嗽排出。在神志不清时如全身麻醉、脑血管意外、癫痫发作、酒精中毒、麻醉过量或服镇静剂后,防御功能减弱或消失,异物即可吸入气管;食管病变如食管失驰缓症、食管上段癌肿、Zenker食管憩室,食管下咽不能全部入胃、反流入气管;各种原因引起的气管食管瘘,食物可经食管直接进入气管内;医源性因素如胃管 *** 咽部引起呕吐;气管插管或气管切开影响喉功能,抑制正常咽部运动,可将呕吐物吸入气道。老年人反应性差更易发生吸入性肺炎。
胃容物吸入后,由于胃酸的 *** ,产生急性肺部炎症反应,其严重程度与胃液中盐酸浓度、吸入量以及在肺内的分布情况有关。吸入胃酸的pH≤时,吸入量25ml即能引起严重的肺组织损伤。动物实验中证实,吸入pH<的液体3ml/kg体重时可致死。吸入液的分布范围越广泛,损害越严重。
吸入胃容物后,胃酸可立即引起气道和肺部化学性灼伤。 *** 支气管引起管壁强烈痉挛,随后产生支气管上皮的急性炎症反应和支气管周围炎性浸润。进入肺泡的胃液迅速扩散至肺组织,引起现泡上皮细胞破坏、变性、并累及毛细血管壁、使血管壁通透性增加,血管内液体渗出,引起水肿及出血性肺炎。同时由于肺泡毛细血管膜的破坏,形成间质性肺水肿。数日后肺泡内水肿和出血逐渐吸收,并被透明膜所代替。久之可形成肺纤维化。吸入食物或异物时若将咽部寄居菌带入肺内,可导致以厌气菌为主的继发性细菌感染,形成肺脓肿。肺水肿使肺组织弹性减弱、顺应性降低、肺容量减少,加之肺泡表面活性物质减少,使小气道闭合,肺泡萎陷引起微肺不张,均可产生通气不足、通气/血流比例失调和静动脉血分流增加,导致低氧血症或伴代谢性酸中毒。血管内液大量渗出或反向性血管扩张,可产生低血压。碳氢化合物吸入的病理过程与胃酸吸入相仿,因其表面张力低,吸入后可立即在肺部大面积扩散,并使表面活性物质失活,而易产生肺不张、肺水种,导致严重低氧血症。
患者常有吸入诱因史,迅速发病,多于1~3小时后出现症状,临床表现与诱发病因有关,如由于气管食管瘘引起的吸入性肺炎,则每于进食后有痉挛性咳嗽、气急。在神志不清情况下,吸入时常无明显症状,但1~2小时后可突然发生呼吸困难,迅速出现紫绀和低血压,常咳出浆液性泡沫状痰,可带血。两肺闻及湿罗音,可伴嗜鸣音。严重者可发生呼吸窘迫综合征。
胸部X线示于吸入后1~2小时即能见到两肺散在不规则片状边缘模糊阴影,肺内病变分布与吸收时 *** 有关,常见于中下肺野,右肺为多见。发生肺水肿,则两肺出现的片状、云絮状阴影融合成大片状,从两肺门向外扩散,以两肺中内带为明显,与心源性急性肺水肿的X线表现相似,但心脏大小和外形正常,无肺静脉高压征象。
在紧急情况下,应立即给予高浓度氧吸入,应用纤支镜或气管插管将异物吸出,加用呼气末正压呼吸治疗“急性呼吸窘迫综合征”。纠正血容量不足可用白蛋白或低分子右旋糖酐等。为避免左心室负担过重和胶体液渗漏入肺间质,可使用利尿剂。应用肾上腺皮激素治疗尚有争论,有认为在吸入12小时内大量使用糖皮质激素3~4,有利于肺部炎症的吸收,但亦有持相反意见者。抗生素只用于控制继发性感染,而不主张用于预防细菌性感染,因用药既不能减少继发细菌感染的发生,且容易产生耐药菌株。吸入碳氢化合物液体后的处理原则与上述相同。
分析原材料传达了两层意思:第一层的含义是热爱工作、热爱生活;第二层的含义是人必须拥有美好的梦想。 原材料揭示了命题者的意图,考生可以从几个方面着手写作:(1)梦想是美好的,但必须努力去创造,才能使“梦想”变成“现实”;(2)人生必须拥有梦想,阐述梦想的重要性和必要性;(3)梦想毕竟还是梦想,不能代替现实,人不能靠梦想活着,否则就会变成“痴人说梦”;(4)信念有多高、梦想就有多大。年轻人要树立崇高的信念,才能去构建美好的理想。 考生既可以将两层意思融合起来写作,又可以有侧重地去写第一层或第二层的意思。从考生反映的情况看,只要准确把握最佳切入点,大部分考生都会有话可说,不容易偏题、离题。如果能善于发挥语言驾驭能力,写作时力求语言精妙、构思精巧和事例典型,不仅可以拿到基础分,还可以拿到发展分。只要不离题写就行了你自己写吧
人类经过漫长的奋斗历程,在改造自然和发展经济方面建树了辉煌的业绩;与此同时,由于工业化过程中的处置失当,不合理地开发利用自然资源,以致造成了全球化的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成了严重的威胁。目前,世界范围内的环境压力有增无减,环境危机日益严重。初中生正处在掌握环境知识、养成良好环境习惯的重要时期,他们环保素质的高低对今后的生态环境有直接影响,因此在初中生物教学中加强环境教育十分重要。笔者结合自己的教学实际,就生物教学中如何加强环境教育谈点粗浅的体会。立足课本以“纲”为纲,以“本”为本,是义务教育的基本要求和中心目标,也是对学生进行环境教育的前提和基础。在生物教学中,应对散见于各章节中的生态环境知识及“生物与环境”一章给予充分的重视,从内涵和外延两个方面分析基本概念,点拨指导训练学生说概念、比较概念、识记概念和运用概念;运用示意图和典型实例引导学生认识生物形态结构与功能之间、生活习性与环境之间以及生物与生物之间的关系,使学生逐步树立起生物与环境相适应的科学观点;通过识记、理解、综合应用及实际操作,培养学生对环境问题的兴趣,并训练其观察能力、记忆能力和想像思维能力,培养学生客观求实、崇高理性、崇尚实验的科学精神,最终达到“课本奠基”的目标。略加延伸生物教材内容十分丰富,但受学时及篇幅限制,有关生态环境方面的内容叙述往往十分简约,教学中如果“照本宣科”就难以达到预期目的;相反若在教学中对有关叙述略加延伸,会取得较好效果。如在讲授“光合作用的意义”时,可对光合作用吸收二氧化碳放出氧气作如下延伸:通常1公顷的阔叶林,在生长季节,每天可吸收1000kg二氧化碳,释放750kg氧气,如果以成人每天呼吸需要消耗0 75kg氧气,排出0 9kg二氧化碳计算,城市居民每人平均有10m2的林木面积,就能得到充足的氧气供应,并足以消除二氧化碳的危害。又如对“青蛙捕食”可作如下延伸:据测定,1只泽蛙1天可食虫266只,如按每天平均吃虫量50只统计,每亩稻田有1000只泽蛙,每天可消灭二化螟、三化螟等害虫达5万多只。延伸是对教材叙述的“展开”或“例说”,恰当运用可使生态环境知识进一步具体化、直观化,生动有趣味,学生喜闻乐见,但在运用中不可“画蛇添足”或“本末倒置”。适当引入教学中,一些抽象或复杂的环境问题初中生不易接受,成为教学的难点,还有一些比较重要的环境知识点比较隐蔽,容易被忽视,成为教学的“盲点”。将课外一些环境知识适当引入,可帮助学生理解难点,重视“盲点”,并能激发学生的学习兴趣,开扩视野,丰富知识。如在讲授“合理灌溉”时,为教育学生节约用水,可引入:农业灌溉用水量很大,据在华北地区调查,种1亩蔬菜大约需水×104kg~×104kg,每亩小麦需水4×104kg~5×104kg,1亩棉花需水×104kg~5×104kg。灌溉应采取“滴灌”或“喷灌”,不应采取“大水漫灌”,以免造成浪费。又如讲授“呼吸卫生”时可引入:一个成人每天通过鼻子呼吸新鲜空气大约2万多次,吸入空气量达15m3~20m3,约为每天所需食物和饮水重量的10倍,如果吸入的空气不清洁或含有有毒成分,对人体健康危害极大。在讲述人口问题时,可引入:地球上的食物充其量只能养活80亿人。我国科学家根据对国土资源、人口增长、生活资料增长和就业等问题的分析,认为我国适度人口总数为6 5亿~7亿,按照这个目标,我国现有人口已超出5亿,因此必须严格控制人口的自然增长,实行计划生育。适当引入是对教材环境知识的丰富和补充,应防止牵强附会或引入过多,加重学生的学习负担。专题讲座教材具有一定的稳定性和滞后性,而环境问题却每日每时地在世界范围内发生着,为了引起学生对环境热点问题的关注,可以适时对学生进行专题讲座。如结合环境纪念日进行专题讲座。在植树节(3月12日)、水日(3月22日)、地球日(4月22日)、环境日(6月5日)、人口日(6月11日)、荒漠化日(6月17日)、土地日(6月25日)、清洁地球日(9月第三个周末)、世界粮食日(11月16日)举行相应的专题讲座;也可结合教材内容进行讲座,如在讲过“探索生物的奥秘”后可以“当今世界面临的四大问题”为专题进行讲座;在讲过“预防食物中毒”后可以“食物污染”为专题进行讲座;也可结合突发的重大生态事件进行专题讲座,如1998年七八月份我国发生了百年不遇的特大洪水,可及时向学生作“生态平衡不容破坏”的专题讲座。积极实践根据教学内容,组织学生调查城镇或居民点的环境状况,观察小型冶炼厂、葡萄酒厂等企业污水的排放量及注入河流后引起河段的变化,观察生活垃圾随处堆放对水质、周围空气的污染及蚊蝇的可怕孳生等,组织学生清理“白色污染”、调查化肥农药农膜的使用情况等,指导学生课外阅读《寂静的春天》《环境保护》等科普读物,学用结合,提高实践的科学性和预见性。实践活动锻炼了学生的观察能力和动脑动手能力,使学生进一步明确环境污染的普遍性和严重性,从而激发他们的责任感和使命感,并为良好环境素质的养成打下坚实的基础。
只知道第2问,蛋白质变性就是蛋白质在化学、物理、生物等因素的作用下使其空间结构发生变化,失去原有的活性及功能。可以对蛋白质变性研究,来开发治愈阮病毒带来的疾病等待高手完善!
人类经过漫长的奋斗历程,在改造自然和发展经济方面建树了辉煌的业绩;与此同时,由于工业化过程中的处置失当,不合理地开发利用自然资源,以致造成了全球化的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成了严重的威胁。目前,世界范围内的环境压力有增无减,环境危机日益严重。初中生正处在掌握环境知识、养成良好环境习惯的重要时期,他们环保素质的高低对今后的生态环境有直接影响,因此在初中生物教学中加强环境教育十分重要。笔者结合自己的教学实际,就生物教学中如何加强环境教育谈点粗浅的体会。 立足课本以“纲”为纲,以“本”为本,是义务教育的基本要求和中心目标,也是对学生进行环境教育的前提和基础。在生物教学中,应对散见于各章节中的生态环境知识及“生物与环境”一章给予充分的重视,从内涵和外延两个方面分析基本概念,点拨指导训练学生说概念、比较概念、识记概念和运用概念;运用示意图和典型实例引导学生认识生物形态结构与功能之间、生活习性与环境之间以及生物与生物之间的关系,使学生逐步树立起生物与环境相适应的科学观点;通过识记、理解、综合应用及实际操作,培养学生对环境问题的兴趣,并训练其观察能力、记忆能力和想像思维能力,培养学生客观求实、崇高理性、崇尚实验的科学精神,最终达到“课本奠基”的目标。略加延伸生物教材内容十分丰富,但受学时及篇幅限制,有关生态环境方面的内容叙述往往十分简约,教学中如果“照本宣科”就难以达到预期目的;相反若在教学中对有关叙述略加延伸,会取得较好效果。 如在讲授“光合作用的意义”时,可对光合作用吸收二氧化碳放出氧气作如下延伸:通常1公顷的阔叶林,在生长季节,每天可吸收1000kg二氧化碳,释放750kg氧气,如果以成人每天呼吸需要消耗0 75kg氧气,排出0 9kg二氧化碳计算,城市居民每人平均有10m2的林木面积,就能得到充足的氧气供应,并足以消除二氧化碳的危害。 又如对“青蛙捕食”可作如下延伸:据测定,1只泽蛙1天可食虫266只,如按每天平均吃虫量50只统计,每亩稻田有1000只泽蛙,每天可消灭二化螟、三化螟等害虫达5万多只。延伸是对教材叙述的“展开”或“例说”,恰当运用可使生态环境知识进一步具体化、直观化,生动有趣味,学生喜闻乐见,但在运用中不可“画蛇添足”或“本末倒置”。适当引入教学中,一些抽象或复杂的环境问题初中生不易接受,成为教学的难点,还有一些比较重要的环境知识点比较隐蔽,容易被忽视,成为教学的“盲点”。将课外一些环境知识适当引入,可帮助学生理解难点,重视“盲点”,并能激发学生的学习兴趣,开扩视野,丰富知识。如在讲授“合理灌溉”时,为教育学生节约用水,可引入:农业灌溉用水量很大,据在华北地区调查,种1亩蔬菜大约需水×104kg~×104kg,每亩小麦需水4×104kg~5×104kg,1亩棉花需水×104kg~5×104kg。灌溉应采取“滴灌”或“喷灌”,不应采取“大水漫灌”,以免造成浪费。 又如讲授“呼吸卫生”时可引入:一个成人每天通过鼻子呼吸新鲜空气大约2万多次,吸入空气量达15m3~20m3,约为每天所需食物和饮水重量的10倍,如果吸入的空气不清洁或含有有毒成分,对人体健康危害极大。在讲述人口问题时,可引入:地球上的食物充其量只能养活80亿人。我国科学家根据对国土资源、人口增长、生活资料增长和就业等问题的分析,认为我国适度人口总数为6 5亿~7亿,按照这个目标,我国现有人口已超出5亿,因此必须严格控制人口的自然增长,实行计划生育。 适当引入是对教材环境知识的丰富和补充,应防止牵强附会或引入过多,加重学生的学习负担。专题讲座教材具有一定的稳定性和滞后性,而环境问题却每日每时地在世界范围内发生着,为了引起学生对环境热点问题的关注,可以适时对学生进行专题讲座。如结合环境纪念日进行专题讲座。在植树节(3月12日)、水日(3月22日)、地球日(4月22日)、环境日(6月5日)、人口日(6月11日)、荒漠化日(6月17日)、土地日(6月25日)、清洁地球日(9月第三个周末)、世界粮食日(11月16日)举行相应的专题讲座;也可结合教材内容进行讲座,如在讲过“探索生物的奥秘”后可以“当今世界面临的四大问题”为专题进行讲座;在讲过“预防食物中毒”后可以“食物污染”为专题进行讲座;也可结合突发的重大生态事件进行专题讲座,如1998年七八月份我国发生了百年不遇的特大洪水,可及时向学生作“生态平衡不容破坏”的专题讲座。 积极实践根据教学内容,组织学生调查城镇或居民点的环境状况,观察小型冶炼厂、葡萄酒厂等企业污水的排放量及注入河流后引起河段的变化,观察生活垃圾随处堆放对水质、周围空气的污染及蚊蝇的可怕孳生等,组织学生清理“白色污染”、调查化肥农药农膜的使用情况等,指导学生课外阅读《寂静的春天》《环境保护》等科普读物,学用结合,提高实践的科学性和预见性。实践活动锻炼了学生的观察能力和动脑动手能力,使学生进一步明确环境污染的普遍性和严重性,从而激发他们的责任感和使命感,并为良好环境素质的养成打下坚实的基础