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怎么判断车一把可以绕过前方障碍物 电磁波是怎么绕过障碍物的( 二 )

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好了，接下来是第二步，电磁波折射的一部分终于进入介质内部 。
介质分为均匀介质和不均匀介质 。我们先说均匀介质 。
大部分介质不是理想导体或良导体，而是绝缘体或者有不同电阻率值的导体 。
电磁波在绝缘体中的传播较为顺畅 。像玻璃，就是一种非常典型的绝缘体 。光线在玻璃中传播时，吸收率很低，所以玻璃看着就很透明 。
很多晶体，例如食盐晶体、冰糖晶体，还有纯净的水结成的冰，都和玻璃类似 。
最典型的就是光纤 。光在光纤中，可以传输几十公里 。
光纤的纤芯
电磁波在有不同电阻率的导体中传播，可以使用麦克斯韦方程式进行计算 。具体怎么算，我就不解释了 。
我们可以简单来理解：
电磁波是电场和磁场的传播，波峰和波谷是电场的两个极值 。
当电磁波频率越高，则波长越短，波峰和波谷离得越近，介质某一点附近电场的差异就越大，相应电流就越大，所以损耗在介质里的能量就越多 。
所以，相同前提条件下，在有电阻率的导体中，频率越高的电磁波，衰减得就越快 。
比较典型的例子就是深海中的潜艇 。潜艇都是使用长波或超长波与岸上基地进行通信的 。因为无线信号的频率很低，在水中的衰减会更小 。
对于不均匀介质，这个问题就更复杂了 。
电磁波在不均匀介质中传播，等于是在不同介质之间反复地发生折射、反射、衍射 。传播的路径更加复杂，最终射出的方向也非常复杂 。过长的路径，也会带来更大的衰减（损耗） 。
典型的例子是墙面，不管是钢筋混凝土墙面，还是砖砌墙面，都是不均匀介质，电磁波传播过程中，就有不同程度的衰减 。
第三步，从介质到空气，又是一波折射和反射 。
综上所述，大家应该明白，为什么频率越高的电磁波，穿透障碍物的能力越弱了吧？
我们家里使用的Wi-Fi，现在都有2.4GHz频段和5GHz频段 。大家用过的话，应该都知道，5GHz信号的穿墙能力明显弱于2.4GHz信号 。
还有我们昨天文章所说的毫米波，也是一样的道理 。相同条件下，毫米波信号穿透障碍物的衰减，明显会大于Sub-6GHz的信号 。
值得一提的是，不均匀介质的信号衰减程度，和介质颗粒度也有关系 。如果这个颗粒打得很碎，颗粒很小，那么，对于低频电磁波来说，由于波长远大于颗粒尺寸，整体上电磁波的衰减会更小一些 。
那么很多人会问，为什么高能射线例如X射线频率那么高，穿透力却很强呢？
这里面的原因很复杂 。简单来说，对于这些频率极高的电磁波，经典的电动力学不能完全成立 。
这是什么鬼理由？
这么说吧，X射线除了频率高之外，还有一个特性，那就是能量极强 。
X射线照在介质上时，仅一小部分被介质的原子“挡住”，大部分经由原子之间的缝隙“穿过”，从而表现出很强的穿透能力 。
那么，为什么像铅块这样的重金属可以有效阻挡X射线呢？因为铅块的原子序数较高，密度大，原子结构更紧密，不容易“穿透” 。
好啦，文章写到这里，就要结束了 。关于电磁波的波长频率与穿透能力的关系，大家都搞明白了吗？
感谢大家的耐心观看，我们下期再见！
参考文献：
1、https://www.zhihu.com/question/51073615/answer/124484551 知乎，灵剑
2、https://www.zhihu.com/question/330291086/answer/725442889 知乎，一头大考拉
【怎么判断车一把可以绕过前方障碍物 电磁波是怎么绕过障碍物的】3、《X射线穿透能力为什么这么强？》，无损检测站

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