李晨浩 張雪麗 王珊 陳余行 尚榮

摘? 要：隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)于科技產(chǎn)品的追求也在不斷增加，于是市面上出現(xiàn)了各種各樣的智能手機(jī)。各種品牌的手機(jī)魚龍混雜，有好的也有比較差的，由此我們決定對(duì)不同品牌的手機(jī)磁場(chǎng)分布進(jìn)行一番探究。將針對(duì)不同品牌的手機(jī)，相同位置不同狀態(tài)下的磁場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比，以此尋找出不同品牌手機(jī)之間磁場(chǎng)分布的差異性與共同性。

關(guān)鍵詞：磁場(chǎng)分布差異性;不同品牌手機(jī);磁場(chǎng)強(qiáng)度

中圖分類號(hào)：TN929.53? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）27-0038-02

Abstract： With the continuous improvement of people's living standards， people's pursuit of scientific and technological products is also increasing， so there are a variety of smart phones on the market. Thus， we decided to explore the distribution of magnetic fields in smartphones of different brands. The magnetic fields in smartphones of different brands in the same location but different states will be compared， so as to find out the differences and similarities of magnetic field distribution among smartphones of different brands.

Keywords： difference of magnetic field distribution; smartphones of different brands; magnetic field intensity

1 概述

科技的進(jìn)步帶動(dòng)智能手機(jī)的快速發(fā)展，科技日新月異，智能手機(jī)功能日趨強(qiáng)大，逐漸成為人們生活中必不可少的一部分，其不僅僅從簡(jiǎn)單的交流工具（電話、短信等基本功能），而是變成了功能繁多的生活必需品，拍照，攝像，記事提醒，尤其是手機(jī)的上網(wǎng)功能，簡(jiǎn)直就像開通了一個(gè)移動(dòng)圖書館，各種信息資訊都能實(shí)時(shí)查詢;還有功能繁多各種手機(jī)App，也豐富和影響著人們的衣、食、住、行、育、娛等各個(gè)方面：如網(wǎng)上購(gòu)物，地圖導(dǎo)航，線上網(wǎng)課，視頻游戲等等。手機(jī)上網(wǎng)主要有兩種方式：一種是通過 WiFi 連接，這是通過路由器來聯(lián)網(wǎng)，由于離得距離近，電磁波影響很小。另一種是通過移動(dòng)連接后，手機(jī)發(fā)射出的電磁波和打電話時(shí)差不多。

磁場(chǎng)一直隱身于人們的生活之中，時(shí)刻影響著我們的生活與身體健康。手機(jī)對(duì)不同品牌的電子產(chǎn)品的磁場(chǎng)分布與強(qiáng)度研究，可以有助于更好的去選擇有利于我們自身的電子產(chǎn)品，給人們帶更優(yōu)質(zhì)的生活[1-4]。于是選取了目前市面上比較典型的兩款智能手機(jī)：華為P20和三星S9。針對(duì)于這兩款手機(jī)的各種狀態(tài)下的磁場(chǎng)分布進(jìn)行進(jìn)一步的研究與比較。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與過程

2.1 設(shè)備的搭建與調(diào)試

利用磁場(chǎng)傳感器，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器及齒條附件等設(shè)備搭建測(cè)量平臺(tái)[5]，并對(duì)所搭建的平臺(tái)進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)。調(diào)試操作流程如下：

（1）搭建好操作平臺(tái)，將磁場(chǎng)傳感器與轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器相連;將磁場(chǎng)傳感器硬件調(diào)制到適合放大的倍率。

（2）打開電腦和傳感器的輸入端。

（3）打開電腦上的PASCO軟件，設(shè)置觀測(cè)位置與磁場(chǎng)的圖表，并修改軟件上的坐標(biāo)圖的橫坐標(biāo)為位置（單位毫米），縱坐標(biāo)為磁場(chǎng)強(qiáng)度（單位高斯）。

（4）在操作平臺(tái)的測(cè)量區(qū)域內(nèi)放置被測(cè)物體。

（5）每次實(shí)驗(yàn)前對(duì)磁場(chǎng)傳感器的感應(yīng)探頭進(jìn)行清零。

（6）移動(dòng)被測(cè)物體與感應(yīng)探頭的相對(duì)位置進(jìn)行測(cè)量，在PASCO軟件中記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理。

（7）被測(cè)物體可選用固定磁場(chǎng)大小的條形磁鐵，多次測(cè)量比較數(shù)據(jù)曲線，以確定所搭建的平臺(tái)穩(wěn)定性。

2.2 手機(jī)磁場(chǎng)分布的測(cè)量

選取三星S9和華為P20手機(jī)，并對(duì)手機(jī)的各個(gè)方向進(jìn)行定位（如圖1），分別測(cè)量?jī)煽钍謾C(jī)在無網(wǎng)絡(luò)、飛行模式和WIFI模式三種狀態(tài)下的手機(jī)四周的磁場(chǎng)分布情況。

平臺(tái)滿足穩(wěn)定要求后，先用零高斯筒對(duì)磁場(chǎng)傳感器的探頭進(jìn)行清零，然后移動(dòng)磁場(chǎng)傳感器使其探頭沿著手機(jī)的各個(gè)面的邊緣進(jìn)行掃描，觀察圖像上磁場(chǎng)分布情況，可以確定曲線峰值處為磁場(chǎng)最大值。將兩款手機(jī)分別固定在操作臺(tái)（見圖2）上，并保證兩款手機(jī)所處狀態(tài)一致，分別對(duì)兩款手機(jī)四周的磁場(chǎng)情況進(jìn)行多次測(cè)量，選取多次測(cè)量的磁場(chǎng)最大值取平均作為對(duì)比數(shù)據(jù)。

3 實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)據(jù)分析

通過PASCO儀器測(cè)量出了兩款典型智能手機(jī)的四周磁場(chǎng)分布情況，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（如圖3），可以發(fā)現(xiàn)兩款手機(jī)存在較大的差異性：對(duì)于三星S9在WIFI模式下，手機(jī)四周的磁場(chǎng)大小的絕對(duì)值為：頂部>右側(cè)>左側(cè)>底部，而其在沒有網(wǎng)絡(luò)和飛行模式下則為：右側(cè)>頂部>左側(cè)>底部;對(duì)于磁場(chǎng)的方向在三種模式下，規(guī)律都相同，手機(jī)右側(cè)為負(fù)向磁場(chǎng)，其余三個(gè)方向均為正向磁場(chǎng)。對(duì)于華為P20在三種模式下， 手機(jī)四周的磁場(chǎng)大小的絕對(duì)值均為：右側(cè)>頂部>左側(cè)>底部， 對(duì)于磁場(chǎng)的方向在飛行模式下為手機(jī)左側(cè)為正向磁場(chǎng)，其余三個(gè)方向均為負(fù)向磁場(chǎng)，而在沒有網(wǎng)絡(luò)和WIFI模式下規(guī)律都相同：手機(jī)右側(cè)為負(fù)向磁場(chǎng)，其余三個(gè)方向均為正向磁場(chǎng)。

通過比較發(fā)現(xiàn)，三星S9手機(jī)四周磁場(chǎng)分布，四個(gè)側(cè)面上的磁場(chǎng)強(qiáng)度區(qū)別明顯，磁場(chǎng)強(qiáng)度大的位置集中在手機(jī)頂部與右側(cè)，其大小約為手機(jī)底部與左側(cè)的3-4倍，而手機(jī)的底部與左側(cè)的磁場(chǎng)大小約為1-2高斯。華為P20手機(jī)四周磁場(chǎng)分布，四個(gè)側(cè)面上的磁場(chǎng)分布相對(duì)比較均勻，雖然規(guī)律也是磁場(chǎng)強(qiáng)度較大的位置集中在手機(jī)頂部與右側(cè)，但其大小約為手機(jī)底部與左側(cè)的1-2倍，手機(jī)的底部與左側(cè)的磁場(chǎng)大小約為1高斯。

總之，三星S9在WIFI狀態(tài)下平均磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，而華為P20在飛行模式下平均磁場(chǎng)最大;兩款手機(jī)的磁場(chǎng)三種狀態(tài)下平均最小值均出現(xiàn)在手機(jī)的底部;三星S9在各個(gè)狀態(tài)下磁場(chǎng)大小均比華為P20大。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

利用PASCO平臺(tái)測(cè)量市面上兩種典型手機(jī)的磁場(chǎng)分布，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，三星S9在不同狀態(tài)相同位置下，磁場(chǎng)強(qiáng)度整體高于華為P20。不同品牌手機(jī)的最大磁場(chǎng)數(shù)值大小不同，手機(jī)四周的磁場(chǎng)分布有較大的差異，但是曲線的趨勢(shì)大致一樣。磁場(chǎng)分布曲線峰值較大的手機(jī)，整體的磁場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)相對(duì)較大，由此可見不同品牌手機(jī)對(duì)于自身的磁場(chǎng)整體的強(qiáng)度控制技術(shù)是不一樣的。

參考文獻(xiàn)：

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[2]吳建琴，勞娜，潘永紅.基于PASCO平臺(tái)的中學(xué)物理磁學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[J].物理教學(xué)，2015，37（6）：32-34

[3]李爽，劉立英，張硯霖，等.基于PASCO實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的地球磁場(chǎng)測(cè)量[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012（2）：66-68.

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