■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 科技微波小課堂-電磁波傳播的損耗能量去哪了

電磁波在真空中傳播有能量損耗嗎？在介質(zhì)中傳播損耗的能量去哪兒了？這是有關(guān)電磁波的科普問題之一。

電磁波衰減現(xiàn)象

生活中 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 會遇到電磁波衰減現(xiàn)象，例如在使用手機(jī)時，會遇到一些信號弱的情況。雷達(dá)有探測距離的指標(biāo)，如果目標(biāo)超出范圍，就無法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。

電磁波的大氣損耗

• 電磁波在介質(zhì)中傳播有能量損耗，損耗的能量通常轉(zhuǎn)化為熱能；
  

• 空氣是一種介質(zhì)，電磁波在空氣中傳播有損耗，空氣中的分子以及其它顆粒物，使電磁波發(fā)生散射，并有一部分轉(zhuǎn)化熱能；
  

• 空氣損耗和頻率相關(guān)，空氣中的氧分子和水分子在某些頻率的損耗有峰值。

電磁波在真空(自由空間)的傳播損耗

在自由空間環(huán)境下電磁波的傳播沒有損耗，如何理解電磁波在自由空間的衰減公式：

按照本公式，電磁波頻率越高衰減越大，距離越遠(yuǎn)衰減越大。那么，這些損耗的能量去哪兒了？

解釋：

• 以上公式是指發(fā)射天線的發(fā)射功率，與接收天線的接收功率之比；

• 公式中損耗（Loss）并不是說發(fā)射信號功率在自由空間傳播過程中被損耗掉了，而是因為發(fā)射信號是在指向發(fā)射方向的切線球面擴(kuò)散的（可以用強(qiáng)光手電照射距離越遠(yuǎn)光斑直徑越大參照理解），接收天線的有效面積僅占這個擴(kuò)散球面的很小一部分，有效面積以外的能量，就"損耗"了，距離越遠(yuǎn)擴(kuò)散球面越大，"損耗"越大；

• 接收天線的有效面積越大損耗越小，有效面積與頻率的平方成反比，所以頻率越高"損耗"越大。

公式推導(dǎo)：

總結(jié)

• 電磁波在介質(zhì)中傳輸有損耗；

• 電磁波在自由空間傳播總能量沒有損耗；

• 遠(yuǎn)端接收能量小于發(fā)射能量，是由于電磁波傳輸面積擴(kuò)散大于有效接收面積造成的。

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