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电磁科技魅力何在? 樊邦奎院士带你一起探索!
发布时间:2022-04-05   作者: 访问量:

3月30日晚7点,《电磁兼容技术前沿》系列讲座的第五讲在新主楼F121成功开展。本次讲座的主讲人是中国工程院院士、无人机侦察技术专家樊邦奎,他采用科普讲座形式,为大家讲解了电磁科技的无穷魅力。参加讲座的包括2020级电磁场与无线技术方向本科生、士谔书院和传源书院等百余名师生,现场座无虚席。

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首先,樊院士给大家讲解了总结的信息科技“知识森林”,一个宇宙:奇点爆炸;二门科学:电磁科学、量子科学;三类电路:基础电路、电子电路、数字电路;四种理论:信号论、信息论、控制论、系统论;五大器件:微电子、光电子、微纳米、真空管、电源;六大系统:通信与网络、雷达与检测、定位与导航、干扰与抗扰、安全与保密、计算与存贮。樊院士在讲解的同时,还穿插着学习各科知识的方法。从一个宇宙到四种理论是五大器件和六大系统的基础,只要掌握好基础,五大器件和六大系统就很简单了。樊院士在上研究生时,导师布置的任务是做一个雷达信号示波器,当时的樊院士虽然不知道其为何物,但是凭借着良好的基础,通过翻阅书籍与资料,在半年的时间,造出了雷达信号示波器。樊院士结合自身经历,强调了基础知识扎实的重要性。


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随后,樊院士带领大家回顾了电磁科学的发展史。

电磁科学以库仑定律开始。1777年,法国物理学家库仑通过研究毛发和金属丝的扭转弹性而发明了扭秤。1785-1786年,他用这种扭秤测量了电荷之间的作用力,并且从牛顿的万有引力规律得到启发,用类比的方法得到了电荷相互作用力与距离的平反成反比的规律,后来被称为库仑定律。樊院士还用水杯和黑板檫盒生动地为大家演示了电荷力的成因——电荷之间交换虚光子所致。1820年间,奥斯特在给学生讲课时,意外地发现了电流的小磁针偏转的现象也就是电流的磁效应,将电与磁联系到了一起。这也引起了物理学界的轰动,随后,毕奥-萨伐尔定律、安培环路定理和耳熟能详的安培定则相继提出。

樊院士总结道,电和磁就像硬币的两面,磁能生电,电也能生磁,在物理学上这两者的关系非常紧密,因此才有了一个专用名词将它们联系在一起——电磁场。


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接下来,樊院士为大家讲解了电磁科技是如何推动社会进步的。从赫兹证实了电磁波的存在后,马可尼发明了无线电报,推动了电报行业的发展。从低频无线电到微波毫米波,每次人类学会利用一个新的波段,都会给当时的生活和社会结构带来革命性的变化。长波收音机、广播电视、移动电话、雷达/通信、夜视仪、X光机等等,在便利人们生活的同时,也反映着人类科技和社会的进步。樊院士特别提到了太赫兹。太赫兹是频谱利用中的处女地,是一种新的、有很多独特优点的辐射源;太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域,给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇可能引发科学技术的革命性发展。随着社会的发展,频谱因其有限性与广泛的应用性成为信息社会最为宝贵的稀缺资源。

之后,樊院士为大家科普了电磁空间的战场,其包括三个部分:用频装备的电磁兼容,对敌电子装备电磁攻击,己方电子装备电磁防御。电子战也由三部分组成:电子防护、电子战支援、电子攻击。从战场对抗角度看,电磁空间的较量从干扰到摧毁,从战争到非战争军事行动,技术越来越先进,应用越来越广泛。除了全频域的电磁侦察与高强度的电子干扰,还有强电磁脉冲攻击与反辐射精确打击。可以说,未来的信息化战争,将有大量的电子战装备投入使用,并在电磁空间实施侦察、干扰、摧毁和防御等活动,电磁空间的作战也将更加复杂。电磁作战虽有百年历程,但随着信息时代的到来,电磁环境更加复杂,电磁作战力量的地位更高、作用更大、发展更快。

樊院士与大家一同度过了一个美好的夜晚,本次讲座以樊院士的“Remember tonight forever!”结束。

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樊院士最后给同学们赠言“电磁科技魅力无穷!

本次讲座,同学们跟随樊院士深入了解了电磁科学的发展、电磁科技推动社会进步、电磁空间的战场。同学们在拓宽了自己的知识的同时,领悟到了电磁场这门学科的无穷魅力,也深刻认识到了大学阶段学好专业课程的重要性,同学们内心“电磁强国”的火焰愈发旺盛。希望同学们能够认真总结樊院士所分享的内容,以后将电磁场理论知识更好地应用于建设更强大的中国的工作中。

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