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。