基础定义

电磁脉冲是一种物理现象，有以下两种意思：

（1）由爆炸（特别是核爆炸）、闪电、太阳黑子、导管效应或电器火花等状况下产生的电磁辐射、或者由于康普顿散射或光子散射产生与光电子产生的剧烈变化的交变电磁场，作用于电子材料、爆破设备或周围媒介的电磁冲击波，即称为EMP。核爆所产生之γ射线会以光速由爆点向四周辐射，和空气中的氧、氮原子相撞击，而产生带负电的电子，产生极强的电磁场（俗称电磁脉冲）。这个电磁场可能会对用电设备或电子设备发生耦合，并产生具破坏性的电流和浪涌。参见电磁脉冲弹以了解对电器破坏效果的细节。电磁脉冲在冲击范围以外几乎不会被察觉，除非这个设备是核武器或是专门用于产生电磁冲击波的武器。

（2）一个宽带率、高强度而短暂的电磁能喷发。 由一个核爆炸或一个小行星撞击产生的电磁脉冲，其能量的大部分相同。

应用举例

电磁脉冲弹

电磁脉冲的最长时间通常只会持续一秒钟。任何没有受到保护的电器和任何连接到电线的东西，如电力系统、电子设备、微芯片等都将会受到电磁脉冲的影响而导致无法修复的损坏，而且电磁脉冲会造成大气层电荷密度的剧烈改变，使超高频以下的各种波段产生干扰，而使通讯暂时阻断。使用真空管(电子管) 的老式设备则不容易受到电磁脉冲的攻击；冷战时期苏联和美国的飞行器有很多航空电子设备仍使用真空管。也有一些网站探讨相关的方法来防止家中或企业中的电器被电磁脉冲波所攻击。

非核EMP炸弹工作原理示意图

此效应最早是由空投的核爆被发现的。而在广岛和长崎丢掷原子弹的飞机未受到因电磁脉冲影响而造成电子系统的损伤，是因为当核爆炸的高度在10 公里以下时，因伽马射线而从空气粒子中喷出电子迅速被其周围的空气粒子阻挡而停止，所以这些电子不会被地球的磁场影响（在高空的核武器试爆中，地球磁场造成的偏转会让电磁脉冲变得可见）。事实证明低空核爆只会造成有限的电磁效应。

如果当时载运轰炸广岛或长崎的原子弹的 B-29，在炸弹于都市上空爆炸时飞行在强烈的核辐射区域之内，那么他们将会遭受（辐形）EMP 作用导致的光致电荷分离 （Photoinduced charge separation）。但这只有在他们待在核爆的暴风半径内，并且是个爆炸高度低于10公里的核爆时才会发生。

在1962年的核弹测试期间，负责摄影的KC-135遭受了电磁脉冲影响，来自300公里外的41万吨级 Bluegill Triple Prime 和41万吨王鱼（Kingfish）核弹引爆（两者的引爆高度分别是48和95公里。但是该架飞机的重要电子仪器不如今日的复杂，而它顺利的返回了基地。

非核EMP炸弹工作原理示意图

一般而言电磁脉冲对生物体没有任何影响，但在电磁脉冲发生时靠近电力及电器设备等足以大量聚集电磁脉冲波物品的生物体可能因瞬间超高电压而灼伤、休克甚至造成死亡。

电磁脉冲(EMP)是一种突发的、宽带电磁辐射的高强度脉冲。所在电磁频段取决于EMP源。核武器高空爆炸产生一种强EMP。由于爆炸持续相当长一段时间，所以它含有强的低频分量(<100MHz)。常规EMP装置是用炸药驱动的高功率微波技术来制造的，它产生一个次强、超短(纳秒)脉冲，主要微波频段为100MHz－100GHz。EMP作用范围取决于源的强度，正像电磁冲击波从源发出以连续递减强度的方式传播一样。

EMP武器攻击电脑等电器设备的原理图

伽玛辐射通过裂变弹或聚变弹与大气的相互作用来产生。通过它撞击大气中的电子建立一个正、负电荷的大区域。这些电荷的运动产生EMP。脉冲进入该区间所有未屏蔽的电路，造成从电路故障、存贮数据丢失、直到过热与熔化的破坏。 用小型脉冲功率源(吉瓦量级)、电能变换器和高功率微波器件(例如，虚阴极振荡器)加以配套来产生军用EMP。常规EMP装置的优点是触发时间极短、输出能量集中在较高的微波频率上(>100MHz)。因为现代电子设备主要工作于这些微波频段，所以常规EMP关闭电子设备极为有效、潜力很大。爆炸泵激的EMP装置(例如虚阴极振荡器)还有另一个优点：可将其设计成使它们的电磁脉冲聚束在一个特定的方向。甚至，常规装置产生的聚束EMP效应有一个致命半径，量级约为几百米到几千米，取决于功率源的强度和大气吸收，特别是当频率大于20GHz时。

美国空军菲利普实验室已制造出小型等离子螺旋管(toroids)。它有约10千焦耳的能量。等离子螺旋管对准固态靶，在靶表面上迅速感应加热，产生极大的机械与热冲击以及X光脉冲。这个X光脉冲也能用来产生EMP。尽管理论上预测螺旋管产生的高能等离子会因大气而迅速耗散，但是，可能有一种好方法将高能等离子送到近区靶，不包括空气中的长路径。

电子脉冲防护

电子脉冲防护方法与雷电防护方法基本相同。用9.5毫米厚钢板或4毫米厚铜板做成的屏蔽罩，可以提供很高的总体屏蔽效能。但是，这种屏蔽会由于存在检修门和供电缆、连接器、开关等使用的小孔而减弱，这样就必须用衬垫密封孔隙。如果必须开孔通气，则应使用各种屏蔽栅（如蜂窝状隔板、多孔金属板和金属丝网屏栅）把大孔分成许多小孔，孔与孔之间相交的地方必须熔合，以便确保最佳的屏蔽效果。电缆必须使用整体防护材料，最好的电缆防护材料是管道之类的导电固体材料。在协助降低易损性方面，合适的接地线路也很重要。若数据传输率低，可采用滤波方法抑制瞬时效应。若只靠滤波不足以把电子脉冲降到安全水平，则需使用防护性抑制器，例如齐纳二极管。