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机械波遇到弹性不同的分界面产生反射,电磁波则是遇到电磁特征(称为波阻抗)不同的分界面产生反射,尤其是空气和金属。
潜水艇表面使用孔阵列橡胶层来消除声纳反射,隐形飞机使用吸波材料(波阻抗和空气相同,电磁波抵达吸波材料表面时无反射,但电磁波在吸波材料内传播时,损耗非常大。
当遇到金属表面反射时,再次被吸收,最终反射进入空气的电磁波很微弱)来实现降低反射。
由于材料都是色散的,吸波材料也只能对特定范围的电磁波有效。
但吸波材料为什么还是很有效?【雷达发射电磁波,频率电磁波的信号发射出去的量很低,频率高的电磁波由于波长短,同样距离内损耗大。
频率适中的电磁波正是吸波材料最佳工作的范围】飞机的外形对隐形也很重要。
飞机的下部完全是一个平面,雷达电磁波反射回去很难回到雷达所在地位置。
如果下部是符合流线型的曲面,总有某部分曲面反射的电磁波是可以回到雷达的。
巡航导、弹对隐形要求不高,因为飞行高度很低,处于远程雷达的盲区内。
当被发现时,距离已经非常近了。
所以巡航导、弹完全按照流线型制造。
洲际导、弹也不需要隐形,因为洲际导、弹回到大气层时,表面温度很高,形成电离层气罩,雷达很容易发现,无所谓隐形。
可见光是频率在特定范围内的电磁波。
和通常我们所认知的电磁波频率相差很大,所以表现形式也不同。
金属对电流而言是良导体,对应电磁波却是屏障。
电力传输线、集成电路、电脑CPU,频率从50-3GHz的电流,都在金属中传导。
空气、纯水、玻璃、水晶等材料对于电流而言,这些都是绝缘材料。
却允许电磁波传播。
人工产生微波以下频率的可控电磁波主要是电路产生电流,这些电流在金属表面辐射出去电磁波,频率由电流频率决定。
频率更高的电磁波采用和自然界相同的方法,让原子的电子从高能位置降到低能位置,产生辐射高频电磁波。
思考:
我们通常认为空气、玻璃是透明的。
也就是说这些材料对可见光的损耗作用很小。
那么透明就可定义为对电磁波的损耗程度。
损耗越低,透明度越高。
当电磁波频率变化后,材料的透明度也随之变化。
石英,对可见光是不透明的,对紫外线却是透明的。
光在不同透明材料中传播,速度是不同的。
当两者透明材料中一起,光从一种穿越到另一种,路径会发生变化。
如右图,光线从A点传播到B点,路径发生偏折。
光在空气中传播速度为30万公里秒,在水中速度为空气中的34.从A到B,有无数条路径,但光的这条路径是行程最短的,也就是传播时间最短的路径。
但看起来却比从A到B点直线距离长!
因此光传播的路径是折线,称为光的折射。
在光速不同的介质间传播,折射必然出现。
波传播时,走得就是最快路线!
正常的折射普遍利用制造望远镜,使用凸透镜和凹透镜组合。
对于微波波段的电磁波,让正常材料按照一定的方式组合,可以使得整体产生凹透镜的效果,进行战术欺骗。
当B点向水和空气的分界面考虑时,A点比B点靠拢得更快。
最后,A点进入界面,而B点尚在水中,此时光线从B点沿着这条路径传播,将不能进入空气中,而是反射回到水中!
这种现象称为全反射。
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