军事领域的一些电磁学应用
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内容简介
本文将介绍电磁学在军事领域的一些应用。

首先将介绍的是未来将取代火炮的电磁炮技术，这一部分包括电磁线圈炮以及电磁轨道跑的发射原理以及多方面的应用。

其次将会简略介绍特斯拉线圈，以及其产生人工闪电的基本原理，文中附带实物图以及电路图，有兴趣的同学可以搜集一些详细资料进行制作。

关键词：电磁轨道炮电磁线圈炮特斯拉线圈
引言
电磁学理论经过人类数百年的探索已形成非常完备的理论体系，对于理论物理中电磁学的问题由于本人水平所限无法加以探讨，本文将着重介绍电磁学在军事领域的一些应用，电磁炮武器是当今军事领域比较热门的话题，很多军事强国都对电磁炮进行不少研究实验，本文将介绍一些粗浅的总体知识；其次将介绍特斯拉线圈，特斯拉在电磁学的理论和应用领域为全人类做出过卓绝的贡献，在国防军事领域的尖端领域也有不少涉足，比如外界传闻中神秘的“死光”武器（并非激光），以及发现特斯拉效应（恐怖的地球物理武器的理论依据），文章所选取的特斯拉线圈并非现实军事领域的武器（不过在游戏中被引作武器），在这里写这个确有点不切题，在此写下略抒对这位伟大天才的敬仰，还望见谅。

电磁炮
电磁线圈炮
电磁线圈炮是由环绕炮膛的一系列固定线圈与环绕弹丸的弹体线圈所组成。

炮弹发射时，电源依次给环绕炮膛的一系列固定线圈供电，产生一个沿炮管运动的移动磁场，使得在环绕弹丸的弹体线圈中产生感应电流，感应电流也形成一个磁场，产生加速力，使弹丸在炮管整个长度上得到加速。

弹丸就这样高速地被发射了出去。

基本发射原理
如下示意图，发射时先接通线圈1的电流，然后断开并接通线圈2的电流，而后断开2的电流接通线圈3的电流，从而产生一个沿炮管运动的移动磁场，使得在环绕弹丸的弹体线圈中产生感应电流，炮弹向减少内线圈磁通量减少的方向运动（向前推进），从而炮弹被不断加速发射。

电磁轨道炮
电磁轨道炮是最常见的电磁炮，核心思想是电流在磁场中受洛伦兹力作用对炮弹进行加速、发射。

电磁轨道炮的结构和原理
电磁轨道炮是利用轨道电流间相互作用的安培力把弹丸发射出去．它由两条平行的长直导轨组成，导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸．当两轨接人电源时，强大的电流从一导轨流入，经滑块从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，通电流的滑块在安培力的作用下，弹丸会以很大的速度射出。

下图即电磁轨道跑的工作原理图。

综合概述
电磁炮对火炮的优势是很显然的，首先在炮弹上省去了大量的发射用的火药，减少了炮弹的结构重量，提高了发射速度；发射方式简单，大大延长炮管的寿命（发射时没有火炮发射的巨大膛压）；并且在大量投入使用的时候可以有效降低成本。

目前各国的电磁炮研究以轨道炮为主。

线圈炮为一种较早期的电磁炮方式，其优点是相对轨道炮而言没有炮弹与导轨的接触摩擦，然而由于发射过程中导轨末端的线圈开闭很难进行合适的控制，实验结果并不理想，不过我认为在电子技术发展更加成熟的时候电磁线圈炮很可能重新被纳入研究的。

电磁轨道炮的实验室研究可能不久便可以使炮弹达到第一宇宙速度的水平，不过实际应用中还存在着诸如电力供应等诸方面问题，但其前景的广阔是毫无疑问的。

其应用诸如用于天基导弹防御系统，改进现有火炮，改进航母的蒸汽弹射装置等等。

特斯拉线圈
简介
“特斯拉线圈”,由一个感应圈、变压器、打火器、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成。

放电时，未打火时能量由变压器传递到电容阵,当电容阵充电完毕时两极电压达到击穿打火器中的缝隙的电压时,打火器打火,此时电容阵与主线圈形成回路,完成L/C振荡进而将能量传递到次级线圈.这种装置可以产生频率很高的高压电流,不过这种高压电的电流极小,对人体不会产生显著的生理效应。

它是一个人工闪电制造器。

在世界各地都有特斯拉线圈的爱好者,他们做出了各种各样的设备,制造出了眩目的人工闪电。

电源（市电即可）要先给主电容充电，当电压达到打火器的放电阀值时，打火器间隙的空气电离打火，近似导通，建立初级谐振回路，通过振荡向次级回路传递能量。

次级回路随之振荡，接收能量，放电顶罩的电压逐渐增，并电离附近的空气，…寻找‟放电路径，一旦与地面形成…通路‟，…闪电‟也就出现了，如果没有…闪电‟，几个(次数主要与耦合系数有关)周波后，初级回路能量释放完毕。

较大部分的能量都转移到次级回路上，一部分能量损耗在回路上。

次级回路继续振荡，并反客为主，带动初级回路振荡，以相同的方式把刚才得到的能量还给初级回路。

但又一部分能量损耗在回路上，如此反复（见原理演示图），直到损耗掉大部分能量。

打火器两端电压和电流都不足后，打火器等效断开，由外部电源继续给主电容充电。

充电过程要比放电过程长得多，大概在3~10毫秒左右。

所以特斯拉线圈放电频度都在每秒100次以上，也使肉眼看上去为连续放电效果。

右图为特斯拉线圈实物部件图，下
图为简易电路图。

结语
本文仅由作者日常的一些粗浅涉猎的一些涉及到电磁学的一些小知识组成，内容以介绍为主，附带有自己的一些看法，不周之处还望指正。

并在此向对我进行学习指导的老师，以及帮助我的同学表示感谢。

参考文献：
1．百度百科的相关词条
2．以前阅读过的军事类期刊以及科技类期刊《大科技·科学之谜》（具体期号已忘记）。