电磁辐射法（精选十篇）
电磁辐射法 篇1
1 辐射热源法
辐射热源法的基本原理是按照GB/T 11785-2005确定的实验方法和条件,通过观察和测量暴露于倾斜的热辐射场中的铺地材料试样的火焰传播情况,评估其实验室状态下的燃烧性能,适用于纺织地毯、软木板、木板、橡胶板和塑料地板及地板喷涂材料等各种铺地材料。具体实验方法是:在规定的实验装置中,用小火焰点燃水平放置的铺地材料试样,试样在倾斜的热辐射场中进行火焰传播,观察火焰蔓延状态和测量火焰熄灭时的传播距离,并通过实际辐射通量分布曲线,将传播距离转换为CHF(熄灭时的临界辐射通量)。实际辐射通量分布曲线在辐射通量标准曲线(见图1)允差范围内进行校准标定。由图1可以看出,火焰熄灭点到零点的距离越近,火焰传播越短,对应的临界辐射通量越大,阻燃性能越好;反之则差。GB 8624-2006主要就是根据铺地材料的CHF对其进行燃烧性能分级的。
2 影响因素分析
据统计,目前我国在用的铺地材料燃烧实验装置共80余套,其中进口设备15套。主要使用单位为国家消防检测中心、消防研究所、建材科研教学机构和省级消防检测站。在这些设备的使用过程中,由于结论数据的干扰因素较多,实验结果的稳定性、重现性和准确性问题需要认真考虑和分析。笔者主要结合某国产实验装置,对热辐射源、校准实验、试样制备及夹具等因素对实验数据的影响进行分析。
2.1 热辐射源
影响热辐射源热辐射通量的因素主要是热辐射板材料和燃料/空气系统。
2.1.1 辐射板
国产设备使用的辐射板大部分用91.8 mm×132.4 mm多孔耐火陶瓷板拼接而成。多孔耐火陶瓷板作为辐射板,小孔孔径0.8 mm,孔距2 mm,均匀交叉排列,小孔面积占辐射板内腔总面积的比值很小,其辐射的热通量很容易调整并稳定到标准要求的黑体温度480~530 ℃,达到辐射源要求。
实验中,用小块多孔耐火陶瓷板拼接的辐射板接缝处容易产生缝隙。尤其是设备使用一段时间后,随着板框变形会产生更多的缝隙和裂纹。裂纹处的燃气会泄漏燃烧,呈现长条状蓝色火焰,使该处黑体模型破坏。对辐射板缝隙和裂纹处辐射温度进行测量,结果见表1。从表1可以看出,裂纹和缝隙会造成辐射板辐射温度的变化,辐射变得不均匀、不稳定,变化峰值会超过标准对热辐射源黑体温度范围的要求,导致实验数据失效。
2.1.2 燃料/空气
燃料/空气直接影响热辐射通量的大小及稳定性。燃料一般采用天然气、甲烷、丙烷等热值稳定的可燃气体,经过计量校准后不再调整。空气由空压机供给,在燃料流量稳定的前提下,空气流量随空压机压力波动而波动。由于实验对实验前的各项参数稳定时间要求较长,一般不再考虑空压机正常工作时的压力波动。
空气干燥程度会对供气系统造成影响。实验发现空气中的水分对热辐射通量的稳定性影响较大,甚至会造成辐射板爆燃或熄灭,因此实验前应确保排净空压机气包内的水。在阴雨天气时,由于环境相对湿度较大,应停止实验。
2.2 校准实验
辐射热源法的基础判据是将试件表面火焰停止传播并熄灭的位置,通过实际辐射通量分布曲线转换为所对应的辐射通量。实际辐射通量分布曲线是通过国家标准GB/T 11785校准程序产生的。当实际辐射通量分布曲线通过校准程序实验,在测试位置距试样零点近点±0.4 kW/m2,远点±0.2 kW/m2的允差范围内与辐射通量曲线吻合时,方可生成标定辐射通量曲线并以此进行标准实验程序。否则,需要调整设备辐射通量、空气流量等,重新进行校准。
校准实验是一项非常重要而又繁琐的工作,但具体的校准程序各地理解不同,执行不一。有人认为以试件410 mm位置热辐射通量5.1 kW/m2确定的燃气/空气流量为准,该处流量调定后即为一定数,校准其他8点时不能调整。其他8点测得的辐射通量值若不超过标准允差,则校准完成;若超过,再在410 mm位置调节燃气/空气流量,统一调高或调低。但实验中经常遇到无法在冷端和热端同时达到标准允差的问题。有人认为校准实验按单一方向调校即可,尤其是从910 mm位置向110 mm位置调校相对容易,但从110 mm位置向910 mm位置调校时偏差往往较大,只能放弃一端调校。笔者根据大量校准实验经验,认为以试件410 mm位置,辐射通量为(5.1±0.2) kW/m2的燃气/空气流量为起始,从试样110 mm位置到910 mm位置,以100 mm为间隔进行校准实验。在9个点的测试中,若某点的辐射通量超出允差值,应直接在该点处微调燃气空气流量,使其达到允差范围,待9个点测量完后,再在410 mm处测一次,并确认所有点的辐射通量在允差范围内。这种方法调校速度较快,调校效果较好。
校准试验中,箱体温度稳定十分重要。箱体预热达到温度稳定的过程时间以1.0~1.5 h为宜。校准时应注意开启排气装置,保证箱体内空气流速达到标准要求。校准实验使用的热通量计,应注意使测量光斑对准辐射板的中心位置,且每次插入模拟样品孔中时应保持探测表面与模拟样品表面平行。同时,必须对热通量计充分循环降温;否则,测量数据受环境干扰明显。
2.3 试样夹具与底衬材料选择
对于试样夹具与底衬材料的选择,标准仅有通泛的要求,设备生产厂家具体做法不一。试样夹具大都由两块不锈钢板组成,上夹具为折边不锈钢板,下夹具为平钢板,两排对称8个螺栓,用螺栓固定试样。这种夹具结构中,下钢板受火后会变得翘曲不平,且螺栓受火后会氧化致转动受阻,给试样的装夹造成很大不便。试样夹具可靠度和底衬材料选择,对实验结果会产生直接影响。
(1)夹具可靠度低,试样夹不紧。 试样受火后可能收缩变形,脱出夹具,使试样受火条件由表面点火变为边缘点火,改变了实验条件。另外,试样脱出夹具后,热辐射源对其辐射,明火又从边缘点燃,甚至窜至试样的下面,使试件从底部拱起,燃烧剧烈,火焰蔓延距离大大增长,实验数据严重失真,见表2。
(2)用螺栓夹紧的试样夹具方式,由于普遍存在螺栓拧不动,试样夹不紧和在热态下无法拧松螺栓,装夹试样效率低下等问题,宜改用偏心夹紧机构或其它夹紧方式。 笔者在试验中采用的弹簧卡紧的方式,效果较好。弹簧为压簧,弹簧螺距6 mm、弹簧直径20 mm、簧丝直径2 mm、自由长度30 mm。该夹具使得试样燃烧时夹紧状态良好,很少出现试样脱出夹具的情况见表2,较好地解决了试样夹具对实验结果的影响问题。
(3)标准要求试样应该用同实际使用方式相同的方法安装在模拟实际地面的基材上或背衬材料上,试样底衬的选择会对实验结果产生很大影响。用相同的试样,分三组在实验参数不变,仅改变试样底衬材料的情况下进行实验,实验结果及现象见表3。
从表3可见看出,不同底衬材料对铺地材料燃烧性能的评估结论有很大影响,从实验现象到实验结果CHF均发生了明显变化。分析原因,防火板传热性能最差,地砖受热炸裂,钢板导热性能最好,木地板实验中自身阴燃,加剧了试样火焰传播。因此,选择符合或接近实际使用情况的试样底衬,实验室评估的铺底材料燃烧性能结论才有现实意义。
3 结果和讨论
(1)GB/T 11785-2005作为GB 8624-2006的引用标准,规定了铺地材料燃烧性能的实验室评估方法——辐射热源法。辐射热源法的实验结果CHF直接决定了铺地材料燃烧性能分级,也影响着铺地材料在装修工程中的实际应用。
(2)辐射热源法中,热辐射源、校准实验、试样夹具等因素对实验数据会产生影响。完好的热辐射板和良好的供气系统是保证实验数据稳定性和重现性的基础;正确的校准实验是实验数据准确性的保证;实验夹具可靠度对实验数据,尤其是对受火收缩较大试样的实验数据有着直接的影响。
(3)试样底衬材料的选择对实验室评估铺地材料燃烧性能直接产生影响。选择符合或接近实际使用情况的试样底衬,得出的实验数据才具有现实意义。在检测报告中注明实验条件,尤其是注明试样底衬材料的类型,该报告才具有指导现实消防工作的作用。
(4)弹簧卡紧的夹具方式较好地解决了试样夹具对实验结果的影响问题,通过了大量实验的验证,建议推广使用。
参考文献
[1]GB/T11785-2005,铺地材料的燃烧性能测定辐射热源法[S].
[2]傅承玉.标准辐射感温器计量结果不确定度的评定与表示[J].计量技术,2002,46(1):33-36.
[3]JB/T9241-1999,辐射感温器技术条件[S].
[4]侯根富,聂廷哲.提高多孔陶瓷板辐射器表面发射率的意义[J].哈尔滨建筑大学学报,2001,34(6):74-77.
电磁辐射法 篇2
传输／反射法测量材料电磁参数的研究
分析了材料样品填充的矩形波导或同轴线等效网络的.归一化通用矩阵，提出了一种求解材料电磁参数(εr,μr)的解析方法。分析表明，特性阻抗ZC与传播常数γ均可直接由传输／反射参数确定。同时应用特性阻抗与传播常数得到了磁性材料的电磁参数(εr,μr)。利用特性阻抗ZC、传播常数γ以及同时利用二者分别得到了三个确定电介质材料复介电常数的公式，其解的离散程度反映出测量误差大小。它们可用于提高测量精度并确定测量误差；同时，可用于解决复介电常数测量的多值性问题与π模糊性问题。实际测试结果证明本文方法是有效的且有实用意义。
作 者：田步宁 杨德顺 唐家明 刘其中 作者单位：西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，陕西 西安 710071 刊 名：电波科学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF RADIO SCIENCE 年，卷(期)： 16(1) 分类号：O441.6 关键词：传输/反射法 归一化通用矩阵 电磁参数巧用类比法解决一类电磁感应问题 篇3
关键词： 类比 安培力 加速度 速度
例1：将一个小球以某一初速度竖直上抛，空气阻力与速度大小成正比，且始终小于小球的重力。从抛出到落回抛出点的全过程中，下列判断正确的是（ ）
A.小球的加速度方向不变，大小先减小后增大
B.上升到最高点时，小球的速度为零，加速度也为零
C.上升经历的时间一定小于下降经历的时间
D.物体上升过程经过某一点和下落过程经过同一点时的速度大小相等，加速度大小也相等
答案【C】
分析：上升階段：受重力和阻力，合力向下，根据牛顿第二定律：f+mg=ma，f=kv即：
电磁辐射法 篇4
关键词：卷材地板,辐射热源法,临界辐射通量
卷材地板(PVC地板、橡胶地板、亚麻地板等)是当今世界上非常流行的一种新型轻体地面装饰材料,也称为“轻体地材”。是一种在欧美及亚洲的日韩广受欢迎的产品。80年代初开始进入中国市场,至今在国内的大中城市已经得到普遍的认可,使用非常广泛,比如医院、学校、办公楼、工厂、超市、商业、体育场馆等各种公共场所以及室内家庭。近年来我国许多大型工程,如鸟巢、世博会中国馆、国家大剧院的部分地面装饰也都使用了卷材地板。但是卷材地板不属于不燃材料,阻燃性能差的产品存在很大的火灾隐患。如何杜绝阻燃性能不合格产品的使用和提高产品的防火性能,是当前消防工作面临的一项艰巨而繁重的工作。
GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能及分级》作为目前国内建筑材料燃烧性能检测的主要依据标准,明确了卷材地板的燃烧性能分级和实验方法。作为卷材地板实验方法的重要引用标准,GB/T11785-2005《铺地材料的燃烧性能测定辐射热源法》,等同采用ISO 9239-1:2002,规定了铺地材料燃烧性能的具体实验方法-辐射热源法。本文着重介绍辐射热源法的实验方法,分析基材选择、安装方式、试验校准与间隔时间及其他因素对卷材地板实验数据的影响,提高试验的稳定性和准确性,为实际检测工作提供可靠的技术服务,对有效减少和消除火灾隐患具有一定的现实意义。
1 辐射热源法
如图1所示,辐射热源为一块安装在金属框架中的多孔耐火板,它的辐射面尺寸为300mm×450mm的辐射板,安装于试样夹具上方,其长边与水平方向的夹角与水平方向成30度,并且空气、燃气混合系统必须通过一个适当的装置来保证试验的稳定性和重现性。试验时用点火器喷出的引燃焰点燃水平放置的铺地材料,计算火焰蔓延距离并通过辐射通量校正曲线转化为临界辐射通量,临界辐射通量越大,其阻燃性能越好。光源和光接收器是测烟装置,产烟量是通过测量光的衰减来确定的。辐射热源法能够有效反映受到室内中上部物质燃烧放热的影响下,自身阻燃性能的优劣。
为了控制辐射板的热输出,使用测试范围为(480～530)℃,精度为±0.3℃的辐射高温计,与辐射板距离约1.4m,能感温到辐射板上直径250mm的圆面,测试辐射板的温度,即黑体温度。箱体温度也是主要的控制参数,用一支直径为3.2mm的K型不锈钢恺装热电偶测定[1]。
2 影响因素分析
笔者在大量卷材地板辐射热源法的检测基础上,总结了标准中没有详细说明但会直接影响测试结果的因素,如基材选择、安装方式、试验校准与间隔时间、其他因素。针对某些影响因素进行对照试验,分析具体原因,并解决实际操作中的问题,保证了测试结果的稳定性和准确性。
2.1 基材选择
标准要求卷材地板需要“安装在模拟实际地面的基材上”,并未具体描述所使用的基材材质。选择不同的基材对试验数据有影响。笔者选用PVC地板、橡胶地板、亚麻地板三种样品,分别将三种样品安装在不同基材上测试临界辐射通量见图2。
从图2看出,不同的基材测试的数据有差异,钢板基材测试的临界辐射通量较小,阻燃性能差。分析原因,钢板的热传递较硅钙板更快,加剧了火焰的蔓延。因此,实验室要正确选择基材,贴近实际应用。
2.2 安装方式
2.2.1 基材安装
卷材地板安装时,需要使用配套的胶粘剂粘贴在基材上,并且加压养护至固化。但笔者也用机械固定的方法做过比较,选用PVC地板、橡胶地板、亚麻地板三种样品,分别用两种方式安装同一种样品,测试其临界辐射通量,结果如图3。
从图3可以看出,胶粘法测得的临界辐射通量要高于机械固定测得的数值,分析原因,燃烧过程中,非胶粘法固定的试样拱起,试样底部空气中的氧气助燃试样。说明胶粘基材后卷材地板阻燃性能更好。
2.2.2 试样夹持与拼接
较薄卷材地板用螺钉紧固安装在试件夹,试验过程时会出现试样收缩导致试验失败,笔者经过多次试验发现,先用弹簧夹夹持试样,再用螺钉锚固,这样的夹持方式效果非常好,能够有效夹持样品;如果试样由小块卷材拼接而成,那么安装时应把接点放在火焰蔓延范围外,否则会降低火焰蔓延速度,无法测试卷材地板的真实阻燃效果。
2.3 试验校准与间隔时间
2.3.1 试验校准
GB/T11785-2005中要求每个月或每次仪器装置有大的变动时,应按校准程序进行校准,如果连续校准都没有变化,可将校准周期延长到6个月,并且记录黑体和箱体校准温度值,作为下次试验温控依据。笔者选择了两次校准间隔为2周,并且黑体和箱体校准温度值相同的情况下进行热通量校准,校准结果如图4。
从图4看出,两次校准的结果存在差异,两周后校准的结果明显超出了标准限制范围。分析原因,仪器的辐射感温器和温控系统的不稳定性和不同批次工业燃气浓度的轻微差别、空气温湿度变化。建议每次试验前校准一次。
2.3.2 试样间隔时间
用辐射热源法测试卷材地板需要连续四次试验,每次试验后黑体和箱体温度上升,如果立刻进行下次试验,试样的火焰蔓延加快,增大了试验数据的离散性。建议以黑体和箱体温度降至校准温度值为准,保证一定的时间间隔再进行下次试验。
2.4 其他因素
卷材地板燃烧过程中产烟量较大,污染仪器的测量器件,如温控热电偶、点火器、测烟装置等。热电偶被灰尘污染,影响测量准确度;点火器火孔堵塞,火焰高度将达不到标准要求;测烟装置中的玻璃镜片沾灰,影响准确度。笔者建议每次试验完,清理测量器件。此外,供给辐射板空气的空气压缩机应定期排放积水,否则水汽过多会造成辐射板点火失败。
烟道内气体流速对临界辐射通量的影响主要通过以下两种方式:一是助燃;二是阻燃(直接吹灭火焰)。两种影响方式同时存在,具体影响因材料的难燃程度而异[2]。为保证试验结果的准确性及可重复性,烟道内气体流速必须严格控制在标准规定范围内;辐射板一般用小块多孔耐火陶瓷板拼接,接缝处容易产生缝隙。尤其是设备使用一段时间后,随着板变形会产生更多的缝隙和裂纹。裂纹处的燃气会泄漏燃烧,呈现长条状蓝色火焰,使该处黑体模型破坏[3],导致实验数据失效。
3 结语
1)基材的选择影响着卷材地板的测试结果。试验前,需要与生产企业或者施工单位明确实际的使用场所,正确选择粘附的基材,保证测试结果的有效性。
2)安装方式对卷材地板测试结果的影响很明显,试验前必须正确安装试样,测试样品的真实阻燃结果。实验室尽量要求生产企业提供配套的胶粘剂,加压养护至固化后进行测试;尽量使用非拼接试样,如果必须拼接,接缝一定要远离火焰范围;对于样品的夹持,弹簧夹与螺钉配合使用的夹持方式效果好,建议推广使用。
3)试验校准与间隔时间是卷材地板测试前的准备工作。每次试验前都要校准,黑体和箱体温度降至校准温度值后方可进行下次试验。为了保证试验结果的真实性,花费这些时间和精力是值得的。
4)设备的保养维护也至关重要。试验前,检查设备的测量器件是否清洁和准确,气体流速气体是否在标准规定范围内,辐射板是否有裂缝和蓝色火焰。保证仪器设备的正常运行。
以上结论标准中没有提到,但能够影响到卷材地板测试结果,希望能够给试验人员提供借鉴。
参考文献
[1]GB/T11785-2005,铺地材料的燃烧性能测定辐射热源[S].
[2]肖智仁.铺地材料燃烧性能测试方法的研究[J].消防科学与技术,2012,29(09):916-918.
电磁学教学中的类比法应用 篇5
关键词：静电场;稳恒磁场;相似性;类比;学习
《大学物理》是理工科大学生必修的公共基础课，学生在学习静电场和稳恒磁场时，由于教学内容较抽象;概念、公式多而模糊不清;定理定律易混淆;计算复杂，学生学习起来遇到很多困难。
“授人以鱼不如授人以渔”，所以传授学生学习方法就显得更为重要。
而静电场和稳恒磁场在场的物质性、定量描述、对外表现以及反映场性质的基本定理、能量各方面均具有惊人的相似性，因此可利用此相似性在学习静电场的基础上学习稳恒磁场，对照学习静电场的方法和规律进行学习磁场，对其相关的概念、公式定理、定律找出其相似点进行类比，触类旁通，使学生在区别中鉴别，在联系中掌握物理概念的内涵和物理本质。
一、运用类比法学习稳恒磁场
稳恒磁场和静电场虽然是性质不同的两种场，但它们具有很强的相似性。
磁场和电场一样，它们均是看不见摸不着而又确确实实客观存在的特殊形态的物质。
1.静电场和磁场概念的类比
静电场：相对于观察者静止的带电体周围存在的场，称为静电场。
磁场：运动电荷周围空间存在着看不见摸不着的物质，即磁场。
电场和磁场都是电荷(或运动电荷)周围存在的特殊形态的物质。
2.电场强度与磁感应强度的类比
电场强度和磁感应强度有很多相似点，在学习磁感应强度时可参照学习电场强度的方法来进行学习，类比学习之后还可列表比较，如表一：
通过列表类比，把电场强度和磁感应强度的相似点直观的呈现出来，学生一目了然，便于理解和记忆。
3.电场线和磁感应线的类比
(1)从概念上类比
电场和磁场均是比较抽象的特殊物质。
为形象的反映电场而引入了电场线，化抽象为具体，形象直观的反映电场。
电场线：在电场中画出一系列假想的曲线，称为电场线(电力线)，它的疏密反映了场强的强弱，电场线上任一点的切线方向与该点场强方向一致。
磁感应线：磁场也可以像描述电场那样，借助于磁感线来描述磁场，从而形象的引入磁感应线(磁力线)，它的疏密反映磁感应强度的强弱，磁感应线上任一点的切线方向代表该点的磁感应强度的方向。
类比学习既掌握了新知识又巩固了旧知识。
(2)在性质上类比
电场线：a、电力线起始于正电荷(或无限远)，终止于负电荷(或无限远)，有头有尾，不形成闭合曲线，不会在没有电荷的地方中断，电场是有源场;b、任意两条电场线不相交。
磁感应线：a、磁力线从N极出，终止于S极，且通过磁铁内部又回到N极，构成一闭合回线，即磁场是涡旋场;b、任意两条磁感应线不相交。
4.电通量和磁通量的类比
电通量 ：通过电场中某一个面的电力线条数称为该曲面的电通量，又称 通量，且规定“穿出为正，穿入为负”。
磁通量 ：通过磁场中任一曲面的磁感应线(或 线)条数称为该曲面的磁通量，简称 通量，方向和电通量一样，即“穿出为正，穿入为负”。
通过类比，在区别中鉴别，使学生对新旧知识得以很好的理解掌握。
二、场方程(高斯定理和环路定理)
电磁学中的两场方程即高斯定理和环路定理是电磁学中较为重要的定理，这两定理始终贯穿在静电场和稳恒磁场中，反映了场的基本性质。
1.高斯定理和环路定理的基本公式
静电场和稳恒磁场中的高斯定理和环路定理，它们互为对称。
学习磁场中高斯定理和环路定理可类比于静电场中的高斯定理和环路定理的推导与讨论，之后可列表类比总结，如表二。
公式表格化便于学生的理解掌握，在真空中如此，在介质中也如此，也可列表进行系统化的比较。
2.对电场中的高斯定理和磁场中环路定理的理解
针对这些相似点逐一给学生进行分析讲解，类比学习，让学生在区别与联系中掌握其物理本质。
3.电场中的高斯定理和磁场中环路定理的运用
在求电场中场强的分布时，当电场具有某种对称性(球对称或轴对称等)时，可利用高斯定理来求解，即先分析其对称性作出适当的高斯面，从而利用高斯定理进行求解，即可求出场强 的分布;同理在稳恒磁场中求磁感应强度的分布时，当磁场具有某种对称性时，可利用磁场中的环路定理来进行求解，即可求出磁感应强度 的分布。
以下面两例题来证明此相似性的运用。
例1：求均匀带电球体的电场强度的分布。
已知q，R
解： 先分析电场的对称性，由于电荷球形均匀分布，其电场线必由球心向外辐射，故以O为球心的各同心球面上场强大小相等，方向垂直球面向外。
以任一同心球面作为高斯面r，电场强度处处与球面垂直且大小相等。
例2：求无限长圆柱载流导体的磁场分布(电流均匀流过导体横截面)。
解：设圆柱半径为R，电流为 均匀流过导体横截面，电流分布具有轴对称，因此圆柱体内外空间中的磁感应强度也具有轴对称，磁感应线是以轴线为中心的一系列同心圆。
可用磁场中的安培环路定理来进行求解。
已知： 、R;电流沿轴向，在截面上均匀分布;电流分布―--轴对称;磁场分布―---轴对称;作积分环路r并计算环流
从这两例题解题过程看出：不管是求静电场中的电场分布还是求稳恒磁场中磁感应强度的分布，均要分析其对称性，作出相应的高斯面或积分环路，再利用相应的公式来进行求解。
其实在静电场和稳恒磁场章节中，还有很多物理量都具有上述的类比性。
如：点电荷对应电流元;电介质对应于磁介质;电极化强度对应于磁化强度;电能与磁能对应等均存在着惊人的相似性，在教学中可以充分地利用类比法来加以讲授，仔细辨析其中概念的内涵、公式的推到、习题的计算过程的同异之处，使学生很好的掌握其学习技巧，学习起来将会省时省力，事半功倍，熟练把握好所学的知识点并能灵活的加以运用。
参考文献：
[1]罗益民，余燕. 《大学物理》[M].北京邮电大学出版社，
[2]范仰才，胡义华.《大学物理简明教程》[M].科学技术文献出版社，
[3]渊小春，周建.《大学物理》[M].同济大学出版社，2015
[4]程守洙.《普通物理学》[M].高等教育出版社.1982年修订本
类比法在高中物理电磁学复习中的应用【2】
【关键词】类比法 高中物理 电磁学复习
引言
类比法是中学物理中最具探索性和最富有创造性的一种思维方法，在科学探索中，类比法的价值为世界上许多科学家所称道。
开普勒说：“我珍视类比胜于任何别的东西，它是我最可信赖的老师，它能揭示自然界的秘密。”运用物理类比思维可以把陌生的对象和熟悉的对象进行对比，把未知的东西和已知的东西相对比，把抽象的东西和形象的东西进行类比，它可以使知识条理化，把抽象的知识形象化，把复杂的问题简单化。
一、类比思维的意义
类比思维主要是在日常的学习过程中，使用类比推理的逻辑思维方式，经过抽象的方式解释新学习的事物，在学习的过程可以使用这种方式举一反三，有效的学习一件事物的本质，同时，可以经过对比彼此之间的关键性，分析出未知事物的性质。
在采用这种方式进行学习的时候，必须要联系已经学习的事物，通过类比法对未知的事物进行判断。
类比思维具有一定的创造性，需要一定的创新能力作为支撑。
类比法是一种抽象的思考方式，它需要采用抽象的方式将具体化的事物形象的表示出来，将两个看似没有任何关系的事物联系在一起，寻找两个事物的相似处，以便于探索未知的领域。
二、类比复习教学存在的不足与注意事项
在采用类比的方式进行学习的过程中，存在一定的问题，大部分的学者对其进行了分析。
例如天津市教育科学院的曹瑞，他在研究类比学习法的过程中发现，类比法具有一定的高效性，但也存在一定的问题。
曹瑞将其研究写进《类比教学法的初探》中，其中指出在采用类比法进行学习的过程中，应该注意以下三点：
(1)学习的过程中，类比法的使用要适当;(2)教学过程中使用类比法要先考虑好学生的年龄;(3)类比教学的次数要适量。
兰州大学的王萍硕士曾在其学术论文《类比思维在化学教学中的应用》中对教学中使用类比法的注意事项进行了分析：(1)类比思维具有一定的或然性。
在前面的文章中已经提到类比法的教学方式存在一定的或然性，类比之后的结果不一定具有科学性，产生或然性的主要原因是因为类比的两个事物不仅具有一定的相关性，还具有一定的差异性，所以，在使用类比法进行学习的过程中，还应该注意两个事物之间的差异性;(2)类比法具有多样性。
类比法在一定程度上具有极强的创造性，在学习同一个知识点的时候，可以建立多个类比关系，为此，在学习的过程中，不仅需要使用类比法对书本的事物进行分析，还需要对教材以外的知识点进行类比学习;(3)在使用类比法进行学习的时候，类比法具有一定的适用性;(4)学习类比法的时候需要一定的主动性。
类比法是一种具有科学性的学习方式，在使用类比法进行学习的过程中，不仅可以建立完善的知识结构体系，还可以加深多已学习到知识的印象，可以有效地提升学习的效率。
三、高中物理电碰学知识内容及特点
人教版高中物理教材的电感学部分由《静电场》、《恒定电流》、《磁场》和《电溢感应》四章内容组成。
我们在进行电磁学内容的学习之前，所学习的直线运动、受力分析、曲线运动以及功和能都是在宏观物理世界下进行的，《静电场》章节以介绍电荷及其守恒定律作为开端，将同学们带入微观物理世界。
在认识电荷之后，《静电场》章节接下来便是对库仑定律和电场强度这两个非常重要的内容的学习。
同学们在以往的初中阶段学习关于电学的内容都是比较宏观的认知，接触微观电学的知识刚开始会让学生觉得比较难以接受，尤其是完全看不见摸不着的电场疆度这个概念更是让学生感觉到困难。
之后对于电势、电势能、电势差以及电势差与电场力度关系的学习就更让学生感觉到混乱了，很多同学学习了这部分知识就只是单单记住了概念和公式，并不能真正理解各个概念以及概念之间的关系。
《静电场》章节接下来的内容则是关于静电场中的一些现象的理解，包括静电现象的应用和电容器，以及带电粒子在电场中的运动，其中带电粒子在电场中巧运动是整个《静电场》章节最重要的内容，在以往的复习中也了解到高考物理中每年都会对这个知识进行考察。
四、应用
1.概念和物理量的类比
(1)静止电荷之间的相互作用使经过电场来实现的。
在日常生活中，电场既看不见又摸不到，但是电场是真实存在的，并对处在电场中的电荷q具有一定的影响，为了了解电场的强弱，可以使用计算电场强度的公式E= ，公式中E表示电场的强度，主要与电场原、电场的位置以及电场周围的环境有关，与测试的电荷q没有直接的关系。
同样，磁极之间、电流之间也是通过一种介质来相互影响的，这种介质就是磁场。
磁场与电场一样看不见摸不到，但是对于处在磁场的电荷q有着较强的影响，为了了解磁场的强弱，我们使用B表示磁场的强弱，可以使用计算电场强度的公式B= ，主要的方向为探测电荷的零力线方向。
经过实验发现，磁场的强弱B与产生磁场的电流、磁场的位置、磁场周围的环境有关，与实验的电q以及电荷的运动速度v没有关系。
这就可以表明电场与磁场之间的概念具有一定的相关性。
电磁辐射法 篇6
关键词：地热勘查；可控源音频大地电磁法；异常；反电阻率
前言：地热资源作为我国的重要资源之一，其寻找开采和应用愈加受到相关领域的重视。如今，地热资源运用到各行各业、如洗浴、医学、家庭供热、植物生长、水生物繁衍等等，具有較为鲜明的自身特点，是非常环保且经济价值高的资源类型。目前，山东省经济发展迅速，地热资源需求加大，相关部门也加大了地热勘察力度。由于地热资源开采存在一定的风险，采用稳定性好、开采深度大、准确性高的电磁法能够在很大程度上规避风险，实现勘察技术的飞速发展。
1基本原理和仪器选择
1.1可控源音频大地电磁法
可控源音频大地电磁法（CSAMT）主要利用人工控制方式，对底层电阻率计算的一种电磁法。CSAMT可以向地下层传达信号和电流，并计算出反电阻率和位置，利用现象分析掌握其运行特点[1]。此电磁法可以将勘察对象的电性勘探出来。其具有探测能力强、辨别度高等优势，使用范围较广。
1.2仪器选择
此次地热勘查主要采用加拿大凤凰地球物理企业生产的V8网络化功能电法仪，功率为30000w，频率F值范围为0.00005Hz≤F≤10000Hz，输出电流最高值为38A，输出功率最高值为2800w，支持软件有MT（天然源大地电磁法）、TDEM（瞬变电磁法）、TDIP（时间域激电法）、CSAMT（可控源音频大地电磁法）、AMT（音频大地电磁法）等等。V8电法仪能够应用于地热勘查、金属矿及非金属矿勘查、油气勘查、环境工程勘查等。
2可控源音频大地电磁法在地热勘查中的应用
2.1区域地质特征
山东勘查地区的地层自下到上是：泰山变质岩、白云岩、页岩、灰岩、页岩、砂岩、第四系散状地层。通常，最底层的电阻值比较大，大部分在104Ωm左右。而沉积岩电阻率数值相对来说小，有的低至10Ωm。一旦与具有水成分的断裂带相遇，则会提高其通水能力，使得电阻率快速降低。由此可见，此地区的不同岩层具有不同的电性，有利于地热勘查工作的进行。如表1为岩石层的电阻率值。
2.2施工应用
对山东省某区域进行地热勘察，利用迟到装置进行测量，其电极位于发射极甲乙方向，磁棒和测线方向成90°角。发射极甲乙主要为提供电源的两极，共长2000米，其两个坑分别向地下延伸60cm，并向其中倒入盐水，降低电阻率[2]。磁棒位于主要接收机的No.Ⅲ道旁边，并控制其与标准值差距上下幅度<2.9°。此勘查收发距离控制在5000米上下，位置在发射极两边。
在利用可控源音频大地电磁法对相关信息统计结束时，将所有的干扰因素排除，并采用不同矫正方式计算具体数值，以保证剖面分析[3]。其剖面共分为四个部分。第一个为山东省某区域的E-W测线。其W方向的电阻率较高，并逐渐向E方向递减，达到最低值。在约0.1km位置出现了较为显著的形状变异，其平均值呈现内凹趋势，周边的R%全部高于此处，因此可估计出为断带部位，并在此处做记号；第二个剖面位于此区域的N方向，测线成E-W分布。其W部电阻率值最大。在剖面0.24km左右部分呈现显著形变，成内凹状，且电阻率值低于周边地区，可估测为断带位置，并在此深度0.18km处做记号；第三个剖面同样为E-W测线，S方向电阻率值最大。在剖面30米左右出现显著的测线形变，呈内凹状，且电阻率值低于周边区域值，可估测其为断层。并在此0.18km处做记号；第四个剖面为S-N测量剖面，S方向电阻率最高。并依照其电阻率分布，在剖面0.4km处存在显著等值线弯曲现象，且呈现内凹状态，其电阻率值较周边区域值低，估测为断层导致。因此可在深度为0.6km处做好标记。通过将不同的1、2、3维电阻率剖面数据处理和分析，形成叠加，去除干扰因素，以判断山东省此地区的赋水状况和地质条件状况。最后组成由不同的铺面构成的电阻率剖面三维图（如图1）。
图1：地热勘查电阻率剖面三维图
结论：地热资源是如今我国社会发展中必不可少的资源之一，地热勘查工作尤为重要。山东省地热勘查工作不断地发展，其设备和仪器不断更新换代。笔者拟采用V8电法仪，利用可控源音频大地电磁法对山东省某区域进行地热勘查。通过对此地区区域状况的了解，利用仪器和电磁法进行电阻率测查，并找到断层即电阻率相对周边低的部位，并搜集数据加以分析，最后组成三维图，以深入了解区域地质特征，为地热资源的合理开采奠定良好基础。
参考文献：
[1]孙林.可控源音频大地电磁法在地热资源勘查中的应用[J].河北煤炭，2010，01（09）：247-248.
[2]刘瑞德，黄力军，孟银生.可控源音频大地电磁测深法在地热田勘查中应用效果初探[J].工程地球物理学报，2012，02（06）：816-819.
[3]王文昌，李建新.可控源音频大地电磁测深在新疆温泉县地热勘查中的应用[J].工程地球物理学报，2014，11（03）：338-341.
地面电磁法探测覆岩破坏的应用 篇7
关键词：地面电磁,覆岩破坏,导水裂隙带
淮南矿业集团潘一矿为新生界松散层覆盖隐伏式煤田。第四系松散层厚140m～360m, 下部含水层厚0～79.54m, 直接覆盖于煤系地层之上, 是对提高回采上限开采造成威胁的主要含水体。矿井设计防水煤柱80m。
13-1煤层为矿井主采煤层, 自20世纪90年代起, 矿井先后在该煤层的8个工作面进行了缩小防水煤柱开采, 共采出柱内煤炭229.1万t。
1602 (3) 工作面为缩小防水煤柱开采工作面, 实际留设防水煤柱40.0m～72.0m, 目前工作面正在回采。
1 工作面概况
如图1所示。
1602 (3) 工作面设计走向长809m, 面长1 47 m, 平均厚约3.4 m, 煤层产状1 89°～221°∠2°～8°, 平均倾角6°, 预计可采出煤炭27万t。
2 地质条件
2.1 地层
煤层顶板为老顶直覆, 岩性为中细砂岩, 厚1.4m～3.2m, 平均2.1m;中砂岩, 厚1.4m～3.6 m, 平均2.5 m;粉细砂岩厚1.5m～5.6m, 平均厚3.5m。老顶之上主要为砂质泥岩、煤线、粉细砂岩、中粗砂岩以及基岩风化带。
2.2 构造
1602 (3) 工作面位于F8正断层与F5逆断层之间, 面内小构造发育, 掘进期间发现断层15条, 落差0.3～2.5m。未发现充水或导水断层。
2.3 水文地质
1602 (3) 工作面上覆第四系地层厚355m～359m, 分为上、中、下三个含水层, 下含与下伏基岩呈不整合接触, 基本无粘土隔水层, 是对提高回采上限开采造成威胁的主要含水体。下含砂砾层累计迭加厚度约50.76m, 发育较稳定, 主要由含泥砂砾及砂层组成, 单位涌水量q=0.2 2 1～1.2 6 L/s.m, 渗透系数K=0.8 7 8～1.8 8 7 m/天。
基岩面坡度平缓, 标高约为-338m～-328m。基岩风化带岩性主要由泥岩、砂质泥岩及粉细砂岩互层组成, 风化带岩石基本泥质化, 不含水也不导水, 是良好的隔水层, 可以作为保护层考虑。
3 地面电磁法探测
3.1 测线布置及数据采集
为查明工作面“两带”的发育高度及变化规律, 在工作面回采期间, 应用“瞬变电磁法”沿工作面走向方向进行探测, 应用“直流电法”沿工作面倾向进行探测。现场共布置走向测线490m, 倾向侧线1650m。测线布置形成多个单匝边长100m的测试线框。利用同心回线方式发射和接收采数据。测线穿过正常区、开采区等条件, 以便不同条件下测试剖面对比。数据采集中测点间距为10m, 采用2.5Hz和8.3Hz两种频率进行数据采集, 每一点采集40道数。2011年3月至5月期间, 分4次进行地面电磁法探测, 累计完成1100m测线的直流电法探测及1040m测线的瞬变电磁法探测, 顺利的完成了数据采集工作。
3.2 探测分析
沿工作面走向、倾向分别进行探测, 通过分析采后电阻率特征, 判断覆岩破坏情况。 (图2, 图3, 图4)
通过对测线电阻率剖面分析可以发现, 测线穿过未采区、已采区、未采区特征明显, 采动影响区岩层电阻率值明显升高, 以测试剖面中岩层的上下、左右电阻率差异达到1.5～5倍之间的区域作为覆岩变化 (破坏) 区, 电阻率差异越大破坏越显著。以深红色电阻率值为岩层破坏分界面判断, 其导水裂隙带高度为23m～25m左右。
4 结语
通过上述分析, 可以判断新生界下部含水层对1602 (3) 工作面回采不构成威胁, 工作面留设40m放水煤柱, 在采高为2.0m的情况下进行回采是安全可行的。应用地面电磁法探测可以清晰、准确的探测出1602 (3) 工作面覆岩破坏情况, 可以从走向、倾向上且取多个剖面, 必要时可以探测任意指定方向剖面, 相对于传统的“冒落孔”探测或井下电法探测有具有不影响井下正常生产, 减少钻探工作量, 测线可回收的等优点, 具有较好的经济及安全效益。
参考文献
[1]李垚, 熊晓英.煤矿地质学[M].中国矿业大学出版社, 2004.
[2]金连生, 等.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程.煤炭工业出版社, 2000.
“探究法”在电磁感应教学中的应用 篇8
下面我结合教学体会，谈谈“探究法”在电磁感应教学中的应用。
一、提出问题，激发学生兴趣
“问题”是研究课题的出发点、关键点，教师只有明确课题所要解决的中心问题，才能激发学生的兴趣，调动学生的思维，让思维围绕“问题”展开。
在教学电磁感应的内容时，我指出：“丹麦物理学家奥斯特发现电流能够产生磁场，反过来，磁场能否产生电流呢?电磁感应的中心问题就是如何利用磁场获得电流。今天人类社会早已从蒸汽机时代过渡过电力时代，可见，电磁感应现象的研究具有重大的理论意义和实际意义。”
二、解决问题，调动学生思维
利用磁场获得电流，当然离不开两个条件：其一是磁场，其二是闭合电路。我给学生提供以下器材：条形磁铁、蹄形磁铁，灵敏电流表、多匝正方形线框、小螺线管A、大螺线管B、小磁针、单刀单掷开关、滑动变阻器、干电池组、导线若干，根据磁场来源把学生分为两组：第一组学生研究用磁铁获得电流，第二组学生研究用干电池提供电流形成磁场获得电流，学生之间相互讨论、交流、争论，经过二十分钟时间，两组学生分别得到产生电流的几种情况，最后归纳结论：(由指定组长发言)第一组：“只要导体切割磁感线，电路中就产生电流。”第二组：“只要提供磁场的闭合回路中电流变化，电路中就产生电流。”
我针对第一组结论提问：“如果整个电路均在匀强磁场中做切割磁感线运动，还会形成电流吗?”学生开始交头接耳，进而产生怀疑，我因势利导，提出通过实验来检验。语音刚落，就有学生建议：“把正方形线框改制成边长较短的多匝小线框，放入由两个并排放置的蹄形磁铁的N、S极之间，并做水平运动，看与之相接的电流表指针是否摆动。”我点头赞许，同时指出：“由于实验室提供的灵敏电流表‘灵敏’有限，若线框中存在电流太小，指针就不会发生偏转，同学们想想能否找到更好方法检验线框中电流?”经过短暂的讨论后，学生建议在线框经过区域附近放一枚小磁针、若线框中有电流，小磁针一定会偏转。学生通过亲自实验，得到“只要闭合电路的一段导体切割磁感线，就产生电流”的结论。
针对第二组结论，我和学生共同完成实验操作。当学生调节调动变阻器使电流增大时、我把小螺线管A从大螺线管B中向上拨出，这时电流表指针没有偏转;当学生调节滑动变阻器减小电流时，我把小螺线管A向下插入，指针也不偏转。经过思考，学生把结论改为：“只要闭合电路中的磁场变化，电路中就产生电流。”
我概括总结，并提问：“以上两组情况都能得到电充，我们能否把它们统一起来，得出任何情况都适用的获得感应电流的普遍结论?”对学生进行科学思想教育：“物理跟其它自然学科一样，每当遇到困难和挑战的艰难时刻，要求我们冲破旧观念束缚、展开新思维，提出解决问题的新概念、新模型。对这些新的概念、模型，我们在实验过程中要不断加以改进、完善，如果是错误的就抛弃，直至得到正确的客观结论。”
引入磁通量概念，学生结合实验分析，很快明白产生感应电流的条件。
三、反思问题，激励学生攀登科学高峰
“磁生电”是十九世纪电磁研究领域中最伟大的发现之一，当时的许多科学家，如奥斯特、安培、菲涅耳、亨利、楞次都与其中，但成功的大门最终只向仅在普通学校受到最平常教育，年轻时在书店当过装订学徒工的铁匠儿子———法拉第———开启。法拉第做了近十年“磁生电”实验，他在工作日记中记下了大量毫无意义的失败记录。厚厚的日记册正是法拉第百折不挠、坚持不懈的见证。
法拉第成功的主要原因，第一是在对实验现象判断分析方面比别人具有更深邃的直觉洞察力，他能抓住电磁感应是暂态效应，牢牢把握“暂态”这一关键，不断改进实验方法、增强实验效果。第二是在理论上大胆创新，敢于提出新思想、新观念。他在物理学界第一个提出“场”概念，假想磁感线形象描述场的强弱，进而引入磁通量概念，从本质上把电磁学研究推进了一大步，为建立完整的电磁理论打开了大门。
今天，我们在电磁学的教学中，除了传授电磁理论知识外，更要注重这些系统知识的艰苦探索历程，培养学生永不言弃的追求精神、滴水穿石的坚韧毅力;培养学生对物理现象的敏锐洞察力;培养学生一切从实验出发，理论联系实际的好学风;培养学生勇于创新、勇于突破、勇于提出解决问题的新思路、新观点、新方法，不断提高学生的综合素质，激励学生奋力拼搏、刻苦钻研，努力攀登科学事业的高峰。
参考文献
[1]赵凯毕.电磁学.
高频大地电磁法在沙漠盐碱区的应用 篇9
本次勘查工作主要是通过对四十里井子地区水文地质勘察工作, 基本查明四十里井子地区地下水允许开采资源量是否满足老君庙工业园区生产及生活用水11 000 m3/d的需求, 为老君庙工业园区供水提供水文地质依据。对于地球物理勘探工作的主要要求为:1) 初步了解调查地区的地下水补给条件及地下水控水构造情况;2) 结合地质资料基本查明详查区地下水类型、第四系结构特征、含水层埋藏分布特征、富水性、地下水补径排条件及动态特征。
1 调查区内地质条件
1∶10万调查区位于木垒县北部, 距离木垒县城约50 km, 南北长约30 km, 东西宽约44.5 km, 面积约1 160 km2, 1∶2.5万详查区主要位于头道沙梁—二道沙梁之间的洪积平原上, 东西长约16 km, 南北宽约14 km, 面积约220 km2。
调查区和详查区总体地势南东高、北西低, 除头道沙梁—二道沙梁中间和调查区西北部洪积平原外, 大多为沙漠, 地面标高在800 m~1 050 m之间。按地貌成因可划分为风积沙漠和洪积平原两种地貌类型。
1) 风积沙漠。
大部分分布为半固定及活动沙垄、沙丘链, 其中垅状沙丘比例较大, 次之为新月形沙丘, 沙丘高度一般在几米到十几米。沙梁宽度一般3 km~4 km。
2) 洪积平原。
主要分布于调查区的西北部和由南东向北西成带状的分布于头道沙梁—二道沙梁之间, 南北宽10 km, 地面平均坡降6‰, 由洪积物的砾石、砂亚砂土等组成, 地势平缓, 冲沟较发育, 切割深度一般小于2 m。
在区域内除北部出露少量的第三系外, 其他区域均为第四系, 第四系下伏第三系, 现由老到新加以说明:
a.第三系。
由已知资料, 第四系以下20 m~30 m为褐红色、砖红色泥岩、粉砂岩夹砾岩, 第三系与下伏石炭系地层呈不整合接触。
b.第四系。
区域上岩性从南往北主要成条带状分布, 主要岩性为上更新统—全新统洪积物 (QPl3-4) 、上更新统—全新统洪积物和风积物、全新统风积物 (Q4eol) 、全新统化学堆积物 (Q4ch) 。
在详查区出露岩性南向北由砂变为亚砂土, 再由亚砂土变为砂。中间最厚两侧变薄, 最大厚度为30 m, 薄处10 m, 出露地层为:
上更新统—全新统洪积物 (QPl3-4) :呈带状分布于详查区内中部, 宽度10 km左右。岩性由上更新统洪积亚砂土、砂、砂砾石组成, 厚度15 m~32 m。
上更新统—全新统洪积物:多分布在沙垄两侧, 在洪积堆积的戈壁砾石之上, 围绕植被堆积稀疏的半固定沙丘。两种不同成因类型常常叠加在一起难以绝对分开。
全新统 (Q4eol) :呈带状分布与详查区内南北两侧 (带宽3 km~4 km) , 由全新统风积物砂、中粗砂、粉砂组成, 厚度1 m~8 m, 下伏为上更新统的砂砾石。
出露在区域最北部的全新统化学堆积物 (Q4ch) 出露面积较小, 一般在低洼处, 组成物质为盐渍化砂质粘土及亚砂土, 地表泛着一层盐碱。
由第四系与第三系在电性差异上存在差异的地球物理特性, 选用高频电磁法可以分辨出两套地层;隐伏构造也会与其他地层存在电性差异, 由此也可以由高频电磁法分辨出隐伏构造与其他地层。
2 高频电磁法应用前提条件
受区域地质构造的控制, 详查区内第四系基底南北两侧第三系隆起, 中间下凹, 形态上呈一个向斜洼地, 第四系厚度南北两侧薄、中间厚。岩性上部为砂、砂砾石, 下部为含砾亚砂土或亚砂土;东西向上砂砾石厚度由区域资料东薄西厚, 厚度变化3 m~5 m。据已有的钻孔揭露砂砾石最大厚度为20 m, 赋存着较好的潜水含水层, 厚度5 m~14 m, 水位埋深6 m~12 m。下部赋存有第三系碎屑岩类裂隙孔隙水承压水, 含水层由泥质砂岩、砂岩组成, 厚度约50 m, 水位埋深14 m。单井涌水量不足10 m3/d, 水化学类型为硫酸—氯化物型矿化水, 矿化度1 g/L~3 g/L。
详查区的地下水矿化度为0.9 g/L~1.5 g/L, 水化学类型为SO4·Cl·HCO3-Na·Ca型, SO·Cl4-Na·Ca, 沿地下水流向, 矿化度逐渐增大。
岩 (矿) 石的地球物理性质包括:密度、压力、重力、地磁、地电、放射性、地热和弹性等。就电性特征而言, 可分为电阻率、极化率、介电常数等。由于地下水矿化度对含水岩层电阻率影响较大, 且不同颗粒的砂泥层间电阻率有明显差异, 结合本次物探勘测的主要目的, 选择岩层的视电阻率为观测参数。
多数岩 (矿) 石可视为由均匀相连的胶结物与不同形状的矿物颗粒组成。岩 (矿) 石的电阻率决定于这些胶结物和颗粒的电阻率、形状及相对含量。影响地层水 (胶结物) 电阻率的因素包括地下水矿化度、温度、压力等, 由于本次勘探深度有限, 温度、压力因素可不予考虑。
有关资料表明, 第四系地层电阻率特征如表1所示。
3 成果与结论
如图1所示, 以其中一条剖面断面结果进行讨论:
1) 以12 km为界, 左侧小号点方向上电阻率呈高—低—高展布。0 km~12 km可以看到在深度小于50 m的区域内, 电阻率等值线间距较密, 梯度变化较大, 并从以往有关电性资料分析, 初步推测15Ω·m等值线为第四系与第三系的分界界面。
2) 0 km~8 km的区域内, 第四系覆盖层的厚度相对稳定, 约30 m。而第三系地层的厚度较大, 并在区域内出现一条带状, 厚度较为稳定, 电阻率值为9Ω·m的低阻带, 有待进行更深入的研究, 如钻探结果进行对比;在深度大于300 m的区域内电阻率值升高, 并以6 km为中心形成突起, 形成的机理有待进一步的研究。
3) 8 km~12 km的区域内, 第四系的厚度逐渐变大, 厚度约为70 m, 推测电阻率值为12Ω·m的第三系地层逐渐变薄, 并在12 km处尖灭。
4) 13 km~19 km的区域内, 电阻率值仍可见呈高—低—高展布, 从小号点方向至大号点方向, 第四系地层的厚度由深变浅, 最深的位置在14 km处, 中心位置上电阻率值约30Ω·m, 从图1可以推测在此位置上的第四系深度为50 m左右。
5) 从剖面的整体来看, 小号点位置 (南侧) 地质推断的构造情况深度较大, 大号点位置 (北侧) 从电阻率值的变化情况看, 推测第三系向上隆起。
本次物探结果表明, 应用EH-4电导率成像系统采用高频大地电磁测深方法, 基本查明了第四系的覆盖层厚度, 1号剖面 (南北向) 上大号点方向上的地质构造体在地电断面图上有明显的反应, 小号点方向上以6 000 m为中心出现基底隆起, 基本达到了本次工作的目的。
摘要：针对沙漠地区地表覆盖厚, 且普遍有一层盐碱壳覆盖, 各种地质现象无法从地表发现的情况, 选用高频大地电磁法仪器对该地区进行了勘探, 结果显示在不影响数据质量的前提下, 提高了施工效率, 对地下地质体电阻率成像分辨率高, 位置准确。
关键词：电磁法,沙漠盐碱区,应用效果
参考文献
[1]曹福祥, 王恩荣, 李凤哲, 等.辽西地下水勘查示范工程的物探技术应用[J].水文地质工程地质, 2007 (1) :34-37.
[2]郭建强.孔隙含水层物理性质研究[D].武汉:中国地质大学, 2006.
[3]曹福祥.西部严重缺水地区地下水勘查物探技术应用研究[D].北京:中国地质大学 (北京) , 2007.
电磁法在深部找矿中的应用及发展 篇10
1 目前电磁法深部找矿的应用现状
电磁法深部找矿是金属矿产勘察除了传统的电法之外所采用的主要方法, 近二十年来, 为适应国民经济的发展和能源资源的科学合理的开发, 电磁法设备和技术有了前所未有的飞速发展, 由于电磁法勘探深度大且不受高阻层屏蔽的优点, 成为深部找矿中最常见和最受欢迎的地球物理方法。在电磁法的基础之上研究了一些相关方法应用于采矿业, 其中的激电法、人工源和天然源的混合场源法、人工源声频大地电磁法、瞬变电磁、大地电磁法等已逐步应用于金属矿勘查中, 这些方法在深部勘探隐藏矿床和矿床构造复杂等领域取得了一定的可观成果。
1.1 大地电磁法
大地电磁法是频率域电磁法中比较典型的一种方法, 它的原理是通过频率的改变进行勘测深部隐矿的天然方法。大地电磁法发展至今无论是从理论上还是技术上都取得了突破性的进展, 在实用阶段, 频率和电导率及其厚度是勘测深度的两大主要因素, 目前大地电磁法在世界很多国家广泛使用, 并成为石油公司在寻找油气时比较认可的一种方法。
(1) 其主要优点是使用起来便宜方便、使用领域广泛且在深部找矿中发挥着重要的作用, 在寻找深部隐伏矿中发挥着不可替代的作用。
(2) 其存在着的问题和缺陷是信号弱和抗干扰能力差, 为了适应各种观测环境, 可控源音频大地电磁法和提高分辨率混合源电磁法两项变种方法相继问世, 经过综合使用, 得到了一定的成效。
1.2 瞬变电磁法
瞬变电磁法是时间域电磁法中比较典型的一种方法, 它与传统的直流电法、激电方法在测深度矿有着很大的区别, 具有探测深度大、垂向分辨率高、覆盖层下的良导体易于探测, 经过不断改进, 发展了四类相关方法包络瞬变电磁剖面法、瞬变电磁测探法、航空瞬变电磁和井中瞬变电磁法。
1.3 激发极化法
激发极化法是探测有色矿物资源的一种经典方法, 浸染状矿和斑岩型矿的采取比较困难, 矿物颗粒分散、互不相连, 不能形成低阻异常, 电磁噪声干扰强烈, 运用此方法有较好的效果。
2 电磁法的数据处理和研究进展状况
随着仪器设备的微型化, 人们对电磁法的研究更有信心, 到了20世纪90年代, 电磁数据的处理和解释有了很大的提高和进步, 电磁的处理方式也逐渐多样化, 反样方法由一维发展到三维, 大大提高了对复杂地区的数据解释, 经过专业人士的大量研究得到以下结果。
(1) 大地电磁法数据处理。大地电磁法的正反演在发展的同时, CSEM数据正反演技术也有了进一步的发展, 国内外专业人士的研究得到了较好的正反演数据成果。
(2) 瞬变电磁数据处理。为了提高信噪比, 在数据中得到更加丰富的信息, 发明了新的信号处理技术, 对地震勘测和电法勘测的采集数据进行技术改进, 提高了解释结果的可靠性。
(3) 激发极化法的深入研究。经过国内外学者对激发极化现象的研究, 重视研究激发极化数据的二维和三维反演数据。
3 电磁法在矿集区的应用
(1) 大地电磁法应用在加拿大萨德伯里镍一铜矿区。通过大地电磁法在该地区的应用, 使此处的深部矿化带的具体位置和矿化带的规模有了明确的了解, 为矿产资源的开发指明了道路, 同时降低了勘探过程中存在的风险。
(2) 综合电磁法应用在加拿大Shea河铀矿区。通过展开的积极勘测战略, 对相对较大的矿产区域, 完成了航空电磁和梯度仪测量, 勘测深度大, 横向分辨率更高。
(3) 可控源电磁法应用在墨西哥圣尼古拉硫化物矿床。反演研究结果与矿体轮廓一致, 3D反演模型更加清晰化, 导电性能更好的效果。
(4) 人工源声频大地电磁法和瞬变电磁法应用在陵龙虎山地区。两种方法的综合使用针对本地的高阻区域寻找深部潜伏矿体的难题, 发挥了较好的侦测效果。
(5) 人工源声频大地电磁法应用在西康杖子区深部探矿中。在此地取得了第二深度空间找矿的重大突破。
(6) 人工源和天然源的混合场源电磁法应用在东天山卡拉塔格铜金矿化带梅岭矿区。经过探测结果数据和地质资料分析, 取得了重要的验证价值结果。
4 发展前景
(1) 电磁法的种类多样化。 (2) 数据处理技术不断成熟。 (3) 电磁法的仪器种类多样, 仪器设备不断更新。 (4) 电磁法的应用空间广泛。
5 结语
随着浅部资源日益枯竭, 挖掘深部矿产资源是保证人类经济发展采取的主要手段之一, 全球勘察主要产资源的主要方向就是深部找矿, 寻求正确的方法更是重中之重, 电磁法的研究与使用取得的良好成果, 表明其在深部找矿中有着广阔的发展前景。
摘要：电磁法在深部找矿中发挥着其独特的作用, 并在金属矿资源中取得了很大的成功, 依据瞬变电磁异常圈定富矿空间, 指定硫化富矿的部位, 电磁测深拟断面图能有效反映出矿体的产状状态, 应用时间常数和纵向电导值评定异常体的规模与质量, 一般离地表500米以内的金属矿床已基本上被发现并勘探利用, 由于金属矿床面临着迅速枯竭的现状, 在新的采矿区安装采矿设施需要充足的资金支持, 所以在老矿区寻找新的开采深部矿体是当前面临着的最大的挑战, 本文介绍了电磁法在深部找矿中的应用与现状, 电磁法的研究进展和机械设备的研制, 具体分析和检验其在深部找矿种的应用效果, 并规划了电磁法的应用价值和发展前景。
关键词：电磁法,深部找矿,勘探利用,应用效果,发展前景
参考文献
[1]张国鸿, 李仁和.可控源音频大地电磁法深部找矿实验效果[J].物探与化探, 2010, 1.
[2]朱裕振, 许聪悦.广域电磁法深部找矿实验效果[J].物探与化探, 2011, 6.