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太赫兹之父刘盛钢分享太赫兹及对人体有效帮助 什么是太赫兹?太赫兹(Tera Hertz, THz)是波动频率单位之一,是一种看不见的特殊电磁波,1THZ=1万亿HZ(赫兹),通常用于表示电磁波频率。 2004年美国政府将THZ科技评为”改变未来世界的十大技术之一”,*2005年,中国将THZ技术列为”国家支柱十大重点战略目标之首”,举全国之力深度研发。太赫兹技术已被广泛运用到医学、航空、饮用水等社会环境和生活领域。太赫兹波的应用 🔎1、医学诊断及成像 传统的人体透视和摄片都使用X射线,但X射线对人体会带来副作用。太赫兹波也具有类似X射线的穿透能力,但其光子能量小,对人体的辐射能量比X光小100万倍,因此不会对人体造成辐射性伤害。另外,X光穿透性很强,无法细致区分正常细胞与癌细胞,超声波穿透性又稍弱,照射不到细胞内部,只能“看到”直径大于1毫米的癌症肿瘤。而太赫兹波却恰好能够检测到细胞内部生化信号的变化,分辨出正常细胞和癌细胞的不同。 🔎2、反恐与安全检查 太赫兹可以轻易穿透塑料、衣物、纸盒等非极性和非金属材料,能有效探测和识别出藏在包裹、信件和衣服中的枪支、毒品、炸药等危险品。虽然太赫兹不能完全代替X光,但却有X光做不到的一些优势。X光和超声波能发现物质的轮廓和状态,却无法侦测到物体的化学性质,无法分辨爆炸物品和药品的区别,然而太赫兹却可以做到,这对国际上的反恐斗争具有特别的意义。目前,利用太赫兹遥感能准确发现30米内的爆炸物品,这是远远优于其他安检手段的。美国ProVision系列已在欧美多个机场投入使用,而国内相关院所也在陆续开发具有自主知识产权的安检样机,相信不久的将来可以实现批量的市场化投放。 🔎3、通信雷达 太赫兹波是很好的宽带信息载体,在网络通信方面有很大的应用前景,尤其在卫星间、星地间的无线通信,高速局域网通信方面具有巨大优势。太赫兹波的频率是目前手机通信频率的1000倍左右,利用太赫兹波实现超宽带高速无线通信。当前,国际通讯联盟已指定下一代地面无线通信的频段0.12 THz,太赫兹技术将成为6G或7G通讯的基础,人类将全面进入太赫兹通信时代。图中所示为日本NTT公司开发的120 GHz通信系统,已经在千米距离实现了10 Gbps的无线通信,并应用于2008年北京奥运会的节目转播。 🔎4、射电天文 太赫兹在天文遥感中应用潜力具有很大的吸引力。在宇宙中,大量的物质在发出太赫兹电磁波
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昕然2天前
海因里希·鲁道夫·赫兹(1857-1894),德国物理学家,其名已化为物理学最基本的频率单位“赫兹(Hz)”,这本身就是对他不朽贡献的最高致敬。在短暂而璀璨的三十七年生命里,他通过一系列精妙绝伦的实验,首次证实了詹姆斯·克拉克·麦克斯韦电磁理论所预言的存在,为现代无线通信与电子时代奠定了最坚实的基石。 赫兹的划时代成就集中于1886年至1889年间。当时,麦克斯韦的电磁理论虽数学形式优美,却缺乏直接的实验证据,仍被许多科学家视为抽象的假说。赫兹在卡尔斯鲁厄大学实验室里,设计并制造了历史上第一套无线电波发射与接收装置:他用一个感应线圈和两个金属球制成“火花间隙振荡器”作为发射器,当高压电流在球间隙产生火花时,便激发出看不见的电磁辐射;他又用一段简单的环形导线,两端各带一个可调节间隙的小铜球作为“探测器”。当发射器火花闪耀时,他在数米外的探测器间隙里,敏锐地观察到了微弱的火花——这证明有某种能量穿越空间,被接收到了。 通过这一关键实验,赫兹不仅证明了电磁波的真实存在,更系统地研究了它的特性。他展示了电磁波与光波的一致性:它们能以光速传播(他测量的速度与光速在实验误差内相符),并且同样具有反射、折射、衍射和偏振等波动性质。他的实验装置看似简陋,却无可辩驳地揭示了“光是一种电磁波”的本质,将电学、磁学和光学统一在一个宏伟的理论框架之下。他发表的论文《论电动力学作用的传播速度》等,震撼了整个科学界。 赫兹的贡献是根本性的。他本人并未致力于技术应用,甚至曾认为其实验发现“毫无实用价值”,但他的工作如同打开了一扇全新世界的大门。紧随其后的马可尼、波波夫等人,正是在他的实验基础上,发明了无线电通信技术,彻底改变了人类信息的传递方式。从广播、电视、雷达到现代所有的无线技术(包括移动通信、Wi-Fi、卫星导航),其原理皆可追溯至赫兹那实验室中闪烁的火花。 因此,赫兹的事迹是纯科学探索驱动人类进步的典范。他以严谨的实验天才,将麦克斯韦笔下优美的数学方程转化为可观测的物理现实,证实了电磁波的客观存在与特性,完成了经典电磁学的最后一块拼图。他英年早逝,却用短暂的生命点燃了无线世界的燎原之火,其成就至今仍在我们每一次手机通话、每一秒网络连接中回响。赫兹的名字,已永恒铭刻在科学史与人类文明的进程中。#热点 #赫兹 #人物 #知识科普
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