电磁干扰EMI知识储备(1)-声波与电磁波

一、声波

  1. 定义：物体振动时激励着它周围的空气质点振动，由于空气具有可压缩性，在质点的相互作用下，振动物体四周的空气就交替地产生压缩与膨胀，并且逐渐向外传播，从而形成声波。声波传播方式不是物质的移动，而是能量的传播。也就是说质点并不随声波向前扩散，而仅在其原来的平衡位置附近振动，靠质点之间的相互作用影响到邻近的质点振动，因此，振动得以向四周传播，形成波动。

  质点振动方向平行于传播方向的波，称为纵波。质点振动方向垂直于波传播方向的波，称为横波。声波在空气中传播时只能发生压缩与膨胀，空气质点的振动方向与声波的传播方向是一致的，所以空气中的声波是纵波。声波在液体中传播一般也为纵波，但在固体中传播则既有纵波又有横波。

 相应于振动，声波也分为周期性声波和非周期性声波，最简单的周期声波是单频的声波，也称为纯音。它是由简谐振动产生的频率固定、并按正弦变化的声波。与单频音相对应的是复合声，复合声（也称为复声）是由一些频率不同的单频音组成，由傅立叶变换可知，可将任何复声分解成一系列单频音。

 2. 声波分类

  低于20Hz的声波称为次声波/超低声，20-20000Hz的声波称为可闻声，20kHz-1GHz称为超声波；大于1GHz的称为特超声。

 

二、电磁波

1. 定义：电磁波是由同向且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性。由同向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。电磁波在真空中速率固定，速度为光速。见麦克斯韦方程组。电磁波伴随的电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，因此电磁波是横波。

 

无线电波0.1毫米～3000米（无线电波分为长波、中波、短波和微波0.1毫米~1米） 红外线0.76微米～1毫米（其中：近红外短波为0.76～1.1微米，近红外长波为1.1 ～2.5微米，中红外为2.5～6微米，远红外为6～15微米，超远红外为15～1毫米） 可见光0.38微米～0.76微米 紫外线10纳米～0.38微米 X射线1皮米～10纳米 γ射线0.1皮米～1皮米 高能射线小于1皮米 传真（电视）用的波长是3～6米 雷达用的波长在3米到几毫米。

三、声波与电磁波的区别

1. 产生机理

    声波是机械波，产生机理是机械振动；电磁波的生成机理：由电子的周期性运动产生（如无线电波），由原子的最外层电子受激发后产生（如红外线、可见光、紫外线），由原子的内层电子受激发后产生（伦琴射线），有原子核受激发后产生（射线）。（声音是机械波，光是电磁波）

2.介质对传播速度的影响

   声波/机械波的传播速度由介质决定，与频率无关，即同种介质不同频率的机械波传播速度相同，如声波在空气中传播速度为340m/s，由于机械波传播的是振动形式，通过振动形式传递能量，其本身不是物质，所以声波不能在真空中传播;而电磁波是电磁场在空间的传播，本身就是物质，所以电磁波可在真空中传播。

   电磁波在真空中传播速度相同，均为3*10^8m/s，同种介质中不同频率的的电磁波传播速度不太，且波长与速度成正比，波长*频率=光速。

3.波的形态

 声波是一种纵波，即振动方向与传递方向平行，而电磁波是一种横波，振动方向与传递方向垂直。

 

 

 

 

标签：质点,振动,EMI,电磁干扰,传播,声波,方向,电磁波
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