科学网 › 标签 › 介质

标签: 介质

相关帖子	版块	作者	回复/查看	最后发表

没有相关内容

相关日志

电磁波需要外加的介质吗？: 热度 5 oceanhnbc 2013-4-12 00:07; 关于光是波动还是粒子的很多争论中，几乎凡提波动性必言介质，如最初的以太论就认为光波动的载体是以太。随着实验和理论的发展，尤其是相对论的发展，以太论破产。之后又有人拿光的粒子性作为光传播不需要介质的辩护，甚至有人认为爱因斯坦因为接受了光量子的观点而认识到光的传播可以不需要介质。这些辩护都很牵强且多此一举，他们在解释一个自己臆想出来的问题：光波传播需要一种外加的介质。而这个问题本身就是和各种关于电磁波的理论和实验相悖的。谁说电磁波一定要有外加的介质呢？电场和磁场本身就是波动的载体（或曰介质）。先追溯一下人类对波动的认识：如声波或水波，它们都是一种物质（空气或水）的运动形式，当然从另一个角度，也可以同等的看成是具有此种运动形式（波动）的一种物质。将这种运动形式数学化描述得到抽象模型，我们把所有符合这种模型的运动形式都叫做波动。电磁波之说，正是由于实验中总结出的电磁现象规律的数学形式（麦克斯韦方程组），导出的电磁运动模型符合了数学上的波动模型，因此我们称之为电磁波。整个理论和实验的发展过程——从法拉第的电磁感应实验，到奥斯特电流实验，再到麦克斯韦总结出电磁规律的方程组并预言电磁波——从来没有要求过电磁波要存在于外加的介质或载体中。电场和磁场就是这种波动运动形式的物质载体（可感可测的存在），同等的，电磁波就是这种互相激发、波动运动的电磁场的物质存在。正所谓运动是物质的运动，物质是运动的物质。——场也是物质的存在形式，采取这样的观点之后电磁波的载体问题就迎刃而解了，这种观点其实正是电磁理论和实验发展出的必然结论。麦克斯韦最初根据他发现的方程组预言了电磁波，这个词从一开始就应该是互相激发、具有波动运动形式的电磁场的含义，已经包含了电场和磁场作为波动运动载体的思想。十九世纪和二十世纪初的以太论，从维护牛顿时空观的角度看是一个似乎可取的支撑架，但也应该仅限于对电磁波速参考系的限制，电磁波波动运动的介质就是电磁波本身，以太也不可染指。不严谨的以讹传讹之后居然认为电磁波传播还需要什么别的介质，就实在是自己制造麻烦了。不应苛求古人，但这种对待理论内在的逻辑不够严谨的教训应该吸取。; 个人分类: 思想碎片|12616 次阅读|10 个评论

力学学科在中国To be, or not to be（2）千呼万唤始出来的78个字: 热度 1 sqdai 2010-9-19 05:45; 2009 年 9 月 16 日，我参加了国家自然科学基金委员会数理科学部组织的一次重要会议十二五力学学科发展规划暨 2011 ～ 2020 年我国科学发展战略研究会议。至今仍活跃在力学事业第一线的我国两代力学人的 20 余位代表与会。前一天，发展规划的秘书组已开了一天会，化了十个小时时间，对十二五力学学科发展规划的初稿进行了认真细致的讨论和修改； 16 日召开的专家组 / 秘书组联席会议上，对所涉及的关键问题做了长时间的探讨，对有些问题一锤定音。全面报道和评述此次会议不是我的份内事，这里仅说说其中的一个重要议题：确定具有新时代特征的力学定义。这次会议对我国力学学科至关重要，甚至于生死攸关。为什么这么说？这里大段摘引我的 2009-05-16 的博文力学学科在中国 To be, or not to be （ 1 ）力学是什么中的叙述：马上有人问，力学学科在中国真的有生死存亡的问题吗？虽说还没这么严重，但确实有那么一点问题。从世界范围看来，作为基础学科的力学学科的存在性稳如泰山。试看，国际理论和应用力学联盟有几十个成员国，它组织的 ICTAM ，即力学奥运会，每届有千余人参加；国际上力学类的刊物成百上千；知名力学家为数甚众，这些是明证。可是，在我国，本不该成问题的问题，却老是成问题。虽说在国家自然科学基金委员会，数理化天地生力这七大基础学科的地位从来就非常明确，始终各占一席之地，力学占据着重要的位置， 20 多年来从未摇摆过，但在制订全国性的科学规划时，总会遇到一些问题。最明显的例子是： 1978 年，在制订新一轮科学规划时，一开始，只提数理化天地生，偏偏把力学排除在外，幸好以周培源、钱伟长、谈镐生等院士为代表的老一代力学家拍案而起，据理力争，争回了力学作为重要的基础学科的地位（详见《谈镐生文集》的钱伟长序和第 402 ～ 420 页）。可是，在近期的我国中长期科学规划中又出现了类似问题；在最近的科技部一些规划中重又把力学排除在基础学科之外，经过新一代力学界的院士们再次鼓与呼，目前局面正在发生转机。因此，我认为，应该利用这次撰写我国科学发展战略研究报告的契机，争取一劳永逸地解决力学学科在我国的战略地位的问题。应该以宏观的大视野和细观的新阐释，以远大深邃的战略眼光和精心筹划的战术思路，从历史与现实的解读，从理论与实践的剖析，有理有据地、充分详尽地、令人信服地阐明力学是一门应用性很强的基础科学这一基本观点。若能如此，力学学科幸甚，我国科学发展幸甚，祖国四化事业幸甚！说起来匪夷所思，在力学战线上摸爬滚打了几十年（最少 20 年，多则 50 余年）的这 20 几位学者，竟然化了很长时间来探讨关于力学的定义。为什么？我在 5 月 16 日写过：有人会问：你搞了大半辈子的力学教学和科研，为什么还要提这样小儿科的问题呢（按：指的是力学是什么）？我的答复是：我一直在力学的某个园地里耕耘，但对力学的全貌和内涵了解得并不那么全面、深刻，这就需要学习和思考；从另一个角度来看，有许多人，对于这个所谓小儿科问题知之甚少，甚至不懂；若是平头百姓，倒也罢了，若是权倾一方的科学掌门人也是如此，问题就大了。所以，对这个问题非深究不可，非搞个水落石出不可。正所谓：名不正则言不顺，名正方能言顺。其实，力学的定义没有翻天覆地的变化，但是随着近年来力学事业日新月异的发展，人们对客观世界的认识与时俱进，力学的内涵有了极其重要的变化。对此，必须有清醒的认识。不然，对力学圈子里的人来说，懵懵懂懂地埋头拉车，说不定会南辕北辙，拉到爪哇国去了；对科学决策者来说，重要性更大，他们有可能懵懵懂懂地把我国的力学事业引向歧途，至少会走弯路。 16 日上午，大家对十二五力学学科发展规划的初稿进行了定稿讨论，其中，最重要的结论是下述关于力学的定义：力学是关于力、运动和变形的科学，研究自然界和工程中复杂介质的宏 / 微观力学行为，揭示机械运动及其与物理、化学、生物学过程的相互作用规律，是构成人类科学知识体系的重要组成部分。就这寥寥 78 个字，竟然让 20 几个飞速运转的大脑折腾了一个多小时，期间产生过十几个修正案。加上会前的酝酿、推敲，折腾的总时间更长。比照我在 2009 年 5 月 16 日的博文中综述的关于力学的十种定义和内涵，这 78 个字与它们都不相同，更为全面、深刻，内蕴丰富，至少存在四个方面的重要区别。第一句话最重要，给出了力学的基本定义。与以往定义的主要区别在于加了变形二字。其实，按科学的观点，变形是运动的一种形式，可涵盖在运动之中，力学工作者可能认为这是多此一举，但是，《规划》的读者包括行政官员（尤其是科技管理干部）和普通百姓（尤其是年青学子），他们并未清晰地了解此点。现在的官员大多有大学文化程度，但他们中的多数并不了解现代力学，其力学知识多半来自中学力学教材，那里基本上没有涉及变形；而除了质点系和刚体力学以外的力学，变形却是现代力学中最折腾人的一个核心部分！因此，有必要突出一下变形，使大家有更加明晰的认识。在规划稿的随后部分，则明确指出，运动（位置的时空变化）涵盖了变形。第二句话强调了研究对象和手段的变化。关键词是宏 / 微观。过去人们一直认为，力学是研究宏观机械运动的，但由于科技进步和力学学科本身的发展，力学的研究对象涉足物质的微观、细观层次，而多尺度和跨尺度关联的力学分析已成了现代力学的主要特征和手段，只有采用宏 - 微观结合的手段，才有可能真正认清介质在力的作用下的运动和变形规律。第三句话强调了机械运动和其它运动过程的耦合与关联。关键词是相互作用。力学发展到今天，不仅关注单一的机械运动，更多地关注多场耦合，例如机械运动与热、电、磁、化学反应、生命过程等等的耦合作用。这也就是力学这门古老的科学至今仍充满着强大的生命力的原因，也是力学与其它学科有这么大的黏着力、会产生种种边缘学科的原因。第四句话强调了力学作为重要的基础科学在人类科学知识体系中不可或缺的地位。力学与数理化天地生一起，构成了人类科学知识体系的总框架。这 78 个字是否完整地、无懈可击地概括了力学的定义和内涵？这是见仁见智的事情。科技界朋友（特别是力学界同仁）还可以对此品头论足。写于 2009 年 9 月 18 日晨 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A117305.html; 个人分类: 科海随笔|7648 次阅读|10 个评论

信息传输是靠什么承载的: nipy 2010-7-31 16:45; 信息传输是靠什么承载的传输信息内容、形式与传输媒体、介质的关系我们都知道，通信系统是用以实现信息传输的系统，但信息是靠什么承载着进行传输的？它涉及信息内容、信息编码结构形式及传输媒体、传输介质等重要概念的相互关系，需要作进一步的分析。我们也知道文字信息可以通过墨水等媒体储存在纸张上，数据信息通过电磁或光信号存储在半导体存储器、磁盘、磁带或光盘上，而电磁或光信号在传输过程中往往还需要借助电缆、光缆等物体。这些提供信号存储的纸张、半导体、磁设备常被称为存储介质；提供信号传输的电缆、光缆等物体则常称为传输介质。这个介质在英文中也是 Medium ，但其含意与我们曾讨论的信息媒体的含义又不相同，它们是信号借以存储或传输的物理实体，可以理解为信号媒体的载体，是载体的载体。 Medium 词意中也有借以生存之物或环境之意。综上所述，我们可用图 6 2 来表示通信系统信息传输过程中，信息内容、形式与传输媒体、介质之间的基本关系。（ 1 ）传输信息与物质载体的基本关系。信息不是物质，是被反映的物质属性，所以信息无论是在存储或传输，都需要以某种物质作为它的载体。图中低两层，流动的媒体与静止的媒介共同构成信息传输的物质载体。（ 2 ）仍然是以物质属性变化来承载信息。图中显示，信息与物质的这种被承载与承载的关系，直接体现在中间两层之间的关系，即信息传输是以其编码结构属性控制传输媒体的属性（参数）变化来实现的。这也反映了信息形式与内容的嵌套关系。（ 3 ）广义的承载与载体概念。由图可见，传输介质承载传输媒体，传输媒体承载信息编码结构，而编码结构信息形式又承载着信息内容，是一种逐层承载的嵌套关系。但应注意，这只是广义的承载或载体概念。虽然有时人们也把文字、语言、图象等说成是可以承载和携带信息的载体，但它不是物质载体，与传输媒体、媒介等物质载体不同。现在人们把报纸、广播、电视等行业统称为媒体，也是因为它们可以承载信息传输之故。（ 4 ）唯一不变的是信息内容。通信系统在信息存储和传输过程中，信息的编码结构形式、传输媒体和传输媒介是可能和可以改变的，甚至多次变换，但无论如何变换，它们所承载的信息内容不应被改变，因为这是通信系统传输信息功能的基本要求。; 个人分类: 网络通信|4302 次阅读|9 个评论

“进步与退步”别论: lvnaiji 2010-5-8 18:33; 吕乃基日前看到武夷山老师进步与退步一文， http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=316970 ，谈到存储技术一直在进步，然而存储介质的寿命却一直在缩短，也就是退步。笔者认同这一事实，此处从另外的角度理解存储技术的进步与退步。其一，存储介质的拥有者越来越普遍。在相关技术的发展中，存储介质的拥有者一开始是少数有权势者，然后是有钱人，现在是寻常百姓家。其二，信息的存取、复制越来越快捷方便。较之以往的少数甚至极少数人，现在的信息拥有者可以无限多。其三，只要在期望寿命内，现在的介质所存储的信息可以无限复制。在此意义上，虽然单个介质的寿命越来越短，但所存储的信息却可以无限期地保存下去。其四，存储介质的拥有者的主动性大大增强，可以随意更改和增减所存储的信息。重要的不是单个介质，甚至介质本身，而是所存储的信息。除了寿命，或许还可以在此意义上理解进步和退步。; 个人分类: 教育|5447 次阅读|10 个评论

电波传播中随机介质的简单小结: williammilo 2010-2-24 09:57; 我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站！本文永久链接 http://xiongbox.com/电波传播中随机介质/ 1.随机介质是在时间和空间上特性随机变化的电波传播媒介，它由统计特性表征。随机介质与许多实际问题关系密切，如对流层湍流、电离层不规则性对无线电波的散射、大气中各种水汽凝结物对毫米波和微波传播的影响、无线电星闪烁现象、卫星通信中的闪烁和遥感等，都与随机介质特性有关。 2.随机介质大致可分成三种类型。 ① 离散随机介质：由许多随机分布的离散质点构成，如水汽凝结物（雨、雾、雪、冰雹等）、烟雾、灰尘、海洋中的质点、红血球细胞，以及各种聚合体和处在布朗运动状态的其他一些质点等。对于这种随机介质，除质点的介电特性外，质点的形状特征、取向和大小分布等，都是重要的统计量。 ② 连续随机介质：其介电特性即介电常数或折射指数在空间和时间上连续地随机变化，如对流层中的湍流、电离层中的湍流、海洋中的湍流和喷气发动机排出的气体等。在湍流介质中，由于湍流单元与周围介质在温度、压强、湿度或电子密度上有差别，因而在折射指数上也有差别。电波通过这种介质时产生散射，如对流层散射、电离层散射等。折射指数在时间和空间上的随机变化，造成散射波的相位、幅度和到达角的起伏。它是湍流介质中波传播的基本参数。通过相关函数的傅里叶变换，可得到折射指数起伏的空间谱密度。若随机介质的折射指数为非平稳随机过程，则用结构函数代替折射指数起伏的相关函数比较方便。同样，对局部均匀各向同性的随机介质，也可用结构函数描述其特征，它类似于相关函数，由结构函数也可得到其相应的谱密度。 ③ 随机粗糙表面：如各种起伏的地面、海面和行星表面、植被表面和不同生物介质的界面等。这种随机介质的特性除了包括介电特性外，还与介质表面的随机粗糙程度（相对于波长）有关。电波入射到这种介质表面时，除了在一特定方向反射电波外，还在各个方向散射电波。散射波与入射波的到达方向和极化有关。波在随机介质中传播时，所发生的随机散射场以复杂的方式互相干涉，使合成场的振幅和相位也随机变化。因此，必须研究波的统计特性，如散射波功率中值、散射场的时间和空间相关函数或其相应的谱密度，以及散射场幅度和相位乃至其导数的概率分布等。 3.对于离散随机介质，当散射体分布比较稀疏时，可用单体散射理论（略去散射体之间的相互作用，不考虑多重散射）或一阶多重散射理论，并考虑散射体的尺寸分布，从而获得总的散射场；或者用能量的输运理论求解散射问题。若散射体较浓密时，则须考虑散射体之间的相互作用，利用较高精度的多重散射理论求解。处理连续随机介质中的传播问题时，首先要获得折射指数起伏的相关函数或结构函数或其相应的空间谱密度，再求解散射截面。电波传播研究通常遇到的是弱起伏随机介质，其中折射指数或介电常数的随机部分比其平均值小得多。; 个人分类: 电子信息工程与计算机科学|4492 次阅读|0 个评论

人工电离介质中核爆炸对电离层的影响简单小结: williammilo 2010-2-19 10:23; 我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站！本文永久链接 http://xiongbox.com/人工电离介质中核爆炸对电离层的影响/ 1.核爆炸对电离层的影响是指地面以上不同高度的核爆炸使电离层等离子体的正常形态产生扰动，因而影响无线电波在其中的传播和空间电子设备的功能。核爆炸产生的各种瞬发辐射，如中子、γ射线和热Ｘ射线、碎片云的延迟β和γ辐射，以及冲击波等，都对电离层产生影响。但是，爆炸高度和爆炸当量不同时，这些因素所携带的能量及其对电离层影响的程度也各不相同。 2.高温高压等离子体火球由爆心向外膨胀时会压缩地磁场，而地磁场约束这种等离子体运动就产生振荡，激发磁流体力学波。这种膨胀压缩过程在等离子体的压强与磁压强和大气压强平衡时才终止，所波及的范围达数百到数千公里。等离子体膨胀过程和激发的磁流体力学波将扰动电离层和磁层，并把所携带的核爆炸能量耗散在广阔的空域中。 3.火球膨胀终止以后，其下部的等离子体碎片物质沉积在１００公里左右的高度上，大部分复合成中性物质。上部碎片物质一部分向下沉降，几十分钟后也到达１００公里左右高度；一部分则和蜕变的β粒子沿磁力线被导引到南、北两个１００公里左右高度处的磁共轭区。到达这三个区域的放射性物质将长期发射延迟β粒子和拍γ光子，电离周围的大气，在电离层Ｄ区形成三个范围为数百到数千公里的附加电离区。β粒子并在这三个区域附近激发出极光。这种附加电离是由连续源所产生，故维持时间可达数小时至数十小时，其浓度比自然电离层Ｄ区高倍左右。另外，一部分较轻的碎片云中的带电粒子和一部分延迟β粒子，为高空地磁场捕获并在那里形成附加的高能粒子辐射带。这个辐射带可存在数月之久，加在等离子体层顶附近，构成对磁层的一个新的扰动源和对空间电子设备的威胁。 4.高空核爆炸造成的等离子体环境复杂，范围较大，因而对电波传播的影响比较严重，会造成长波、超长波的突然相位异常和幅度异常，使中波、短波被异常吸收，超短波发生异常衰落等。但是对于在电离层以下传播的电波则不产生影响。低空核爆炸时各种瞬发辐射为爆心周围的稠密大气所吸收，不能达到电离层；火球本身的运动也触及不到电离层。因此，这两方面对电离层并不产生影响。爆炸后，放射性碎片云在大气动力因子的控制下，可以上升到十几公里以上的高度，所发射的γ光子可以穿入电离层，并使那里的中性粒子发生电离，在Ｄ区形成一个附加电离区。 5.电离区的水平范围为数百公里，维持时间约数小时。因放射性碎片云电离源随风飘动，这个电离区不断改变形态，使电离层下边缘不断发生变化。新电离区能强烈地吸收中波、短波段电磁波。它还破坏了地－电离层波导的均匀性和特定性，对长波和超长波的传播也产生一些影响。核爆炸冲击波向上传播时，可以转化为声重波进入电离层，并引起电离层的扰动。其特征是原来电离层的自然层结构遭到破坏，电子浓度激烈起伏，层内出现不均匀结构对电波传播产生一定的影响。这种扰动在Ｆ层表现得最为突出，可以持续几个小时，并能传播千公里以上的距离，直到能量全部耗尽为止。地面核爆炸时较大当量的地面核爆炸的冲击波能转化为声重波而影响电离层，其情形和低空核爆炸相似，只是影响的程度小一些。其他形式的爆炸能量不会到达电离层，因此对电离层不产生影响。地面核爆炸的火球能卷起地面的尘土、泥沙等物，并使之汽化，成为一个近地面的扰动源，改变局部区域的介质条件，使通过这一区域的电波受到影响，但时间较短。; 个人分类: 电子信息工程与计算机科学|3992 次阅读|0 个评论

人工电离介质中电波再入传播小结: williammilo 2010-2-19 09:05; 我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站！本文永久链接 http://xiongbox.com/人工电离介质中电波再入传播/ 1.电波再入传播是飞行器重返大气层时，电波通过飞行器周围等离子体鞘套的传输。飞行器重返大气层时的飞行速度超过10公里／秒，空气在飞行器头部形成弓形激波，它与飞行器头部之间的空气温度极高，致使飞行器壁附近的空气产生电离，形成一个包围飞行器的电子密度很大的等离子体层。同时，它使飞行器壁上的覆盖层剥落、汽化，出现烧蚀现象。这样，在再入飞行器周围形成一个掺有烧蚀杂质的等离子体壳层，如同刀剑的鞘套，故称再入等离子体鞘套。 2.再入等离子体鞘套对飞行器的无线电通信会产生严重的影响，甚至使通信完全中断。这种影响称为“黑障”。再入传播的重要课题就是研究鞘套对通信的影响和再入等离子体鞘套的目标散射现象。再入等离子体鞘套的结构参数与飞行器的外形、再入速度、再入高度和烧蚀材料等因素的关系都比较复杂。 3.在飞行器头部的弓形激波中，大气受到压缩而且几乎完全电离，电子密度的数值很大；在飞行器的侧面，电子密度逐渐增加，在靠近侧面不远处达到极大值，然后逐渐减小；在尾部，电离区域逐渐扩大，电子密度由于复合作用而逐渐减小。在大气层的上部区域，因为大气密度很小，一般不会形成再入鞘套；在大气层的底部，大气密度很大，复合作用很强，再入鞘套变得很薄，电子密度也很小。因此，钝头洲际弹道导弹处于１２０～１５公里的高度范围时才存在再入鞘套；当处于２７公里左右的高度时，周围空气的电子密度达到最大值。鞘套厚度约１４厘米。 4.再入鞘套的等离子体频率远大于通信频率，而且鞘套内的电子－中性粒子碰撞频率也很大，因此电波通过鞘套的损耗极大。此外，安装在飞行器壁上的天线也会受到鞘套的影响，致使天线失配或方向性改变，天线性能变差，造成通信“黑障”现象。通过理论和实验模拟研究，人们已经找到一些克服通信黑障或尽可能减小通信中断时间的方法。例如，选择适当的通信频率、改进飞行器的外形设计和天线结构设计、选择具有极高电子亲和力的材料、对电波传输实行静磁引导等。再入鞘套的介质特性，可用某种模型进行描述。根据目标散射理论，可计算出雷达散射截面等散射特性参数。; 个人分类: 电子信息工程与计算机科学|2714 次阅读|0 个评论

人工电离介质中火箭喷焰电波传播效应简单小结: williammilo 2010-2-19 08:48; 我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站！本文永久链接 http://xiongbox.com/人工电离介质中火箭喷焰电波传播效应/ 1.火箭喷焰电波传播效应是指火箭发动机的排气对电磁波传播的影响。火箭发动机的排气称为火箭喷焰或火箭羽流。它是一种气体分子密度极大、电子密度和电子碰撞频率很高、湍流起伏非常剧烈的高温弱等离子体。 2.电子密度与火焰温度、压力和燃料成分等因素有关。例如，碱金属和卤族元素对它有很大影响：在燃料中若含有极少量碱金属，它的电离电位低，会使电子密度增高；卤族元素对电子的亲和力很强，在燃料中适当地添加一些，就会使电子密度大大下降。当火箭高度和速度发生变化时，喷口面附近的电子密度和碰撞频率基本保持不变，而喷焰的其他区域的电子密度和碰撞频率均会发生变化。喷焰中湍流起伏比较强烈，电子密度和碰撞频率随空间和时间的起伏变化比较大。在气压很低的高空，喷焰会膨胀到为火箭体积的几倍甚至几十倍，但其电子密度和碰撞频率仍远比电离层的高。 3.火箭喷焰对电波传播可产生吸收、相移、反射、散射、绕射和多径等效应，会使电波信号产生衰减、相位移、调幅调相（或调频）噪声和相干带宽下降，从而使火箭主动飞行段的跟踪测量和遥控遥测系统受到不同程度的影响。当工作频率大于喷焰等离子频率时，喷焰衰减主要由吸收引起；反之，衰减主要由反射和绕射引起。喷焰对信号的衰减作用与信号频率、偏离角（火箭轴与弹载天线到地面站天线之间连线的夹角）、火箭高度、推力、燃料和燃料杂质等因素有关。喷焰最大衰减在１００～兆赫频段约为１０～４０分贝；在微波频段约为１０～２０分贝。 4.喷焰等离子体可引起电波相位超前或滞后现象。喷焰的电子密度和碰撞频率随时间和空间而剧烈变化，所以相移也随之有剧烈的时空变化。喷焰调幅噪声实质上是喷焰衰减的随机起伏部分。频率低于１０００兆赫时，振幅起伏深度可达１０～２０分贝。振幅的起伏频谱主要在０～１千赫范围内，３千赫以上的谱能量很小。喷焰调相和调频噪声也有与调幅噪声基本相同的功率电平和谱分布特性。 5.电波信号在喷焰中传输时，其各正弦波分量的传输起伏都能保持在要求的相关度之内的最大频率范围称为喷焰相干带宽，可在几十千赫至几千赫范围内变化。相干带宽降低是由多径效应引起的，降低程度与喷焰体大小、不均匀尺度、信号频率、接收天线波束宽度和传输距离有关。此外，由于电子在燃烧室的扩散和正离子的高速运动，喷焰会使火箭带电，电荷积集到一定程度便引起尖端放电，造成噪声干扰；喷焰等离子体会影响火箭上天线的匹配和辐射方向图，特别是多级火箭分离时，由于脱落节的壳体对前级喷焰的溅射，可能出现极大衰减或降低天线击穿功率，甚至造成天线击穿而中断通信。; 个人分类: 电子信息工程与计算机科学|3099 次阅读|0 个评论

逆散射中人工电离介质简单小结: williammilo 2010-2-18 22:21; 我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站！本文永久链接 http://xiongbox.com/逆散射中人工电离介质/ 1.人工电离介质在一定的条件下物质以等离子体的状态而存在，这时物质的分子或原子部分或全部被电离，形成电离介质。在人为条件下形成的电离介质称为人工电离介质；在电波传播研究的范围内专指在自然环境中的人工电离介质。 2.自然环境中出现的人工电离介质，如火箭喷焰等离子体、再入等离子体、核爆炸等离子体等，都不是为改善无线电波的传播环境这一目的而形成的，它们对空间飞行体和地面上某些无线电系统的工作只会产生不利影响。; 个人分类: 电子信息工程与计算机科学|2543 次阅读|0 个评论

为什么光速不变？: hfma 2009-12-10 13:40; 马海飞 2009年12月10日光速不变好像已经是一个定论，但是仍然不断有人在提出问题。尤其是第一次接触到光速的时候，一定会问为什么光速不变？很难理解。同样的问题被一代又一代的人提了出来，这说明人们对产生这种现象的物理机制还不清楚，教科书上也找不到令任满意的答案。众所周知，任何物理现象的背后一定都有它的物理机制，否则就不是物理现象了。因此，如果光速真的不变，其背后一定也有它的物理机制存在。只要搞清楚这个物理机制，所有与光速有关的问题就都会迎刃而解。光速不变原理认为：真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。与光源和观察者的运动状态无关。这个数值是299,792,458米/秒。通过实际观察，人们发现，无论光源还是观察者处于什么样的运动状态，光线从光源发出后到达观察者的时间不变。也就是说，这个时间不是速度叠加的结果，而是独立于光源和观察者运动之外的结果。例如，一个距离地球遥远的星球，在它的轨道上运行时有朝向地球和背离地球的运动过程。但是，在地球上观察到的结果发现，无论是朝向地球还是背离地球运动，从这个星球传递到地球上的光到达地球的时间没有变化。同样，地球围绕太阳转而且也自转。因此，在观察天体的时候一定会存在观察者是朝向还是背离该天体运动的情况。但是，观察结果证明，无论观察者是朝向还是背离所观察的天体运动，测到的从该天体发出的光到达地球上的时间也是不变的，与地球的运动方向和速度均无关系。人们从此类观察结果中得出的结论就是光速不变，并以此来支持光速不变原理。表面上看，从观察结果得出光速不变的结论似乎没有什么问题。但是通过仔细分析可以看出其中存在着严重的问题。首先，所谓的光速不变的结论实际来自于光线传播的时间不变，而并不是来自直接对光速的测量。把时间不变等同于速度不变是一种对概念的混淆。举一个不一定合适但可以帮助理解的例子。如果两点之间用一根弹簧形状的塑料管连接。这样这两个点之间就有两个距离，一个是两点之间的直线距离，另一个就是塑料管的管线长度。在塑料管中放一个小球让它以不变的速度从一点向另一点运动。到达目的地的时间是t。然后把两点之间的直线距离增加一倍，其他条件都不变，重复同样的实验，得到的结果没有变化，小球从一点到达另一点所用的时间仍然是t。这个t与两点之间的直线距离没有关系。如果无视管线的存在并忽略小球的具体运动过程，而只看结果t的话，那么就可以得到这样的结论：因为在两点之间测到小球从一点到达另一点的时间与这两个点之间的相对距离变化没有任何的关系，所以，小球在两点之间的运动速度是一个常数。这个结论显然是错的。正是因为小球相对两点之间有速度上的变化，才导致了观察到的时间不变的结果。时间不变不等于直线速度不变。两个概念不可混淆。其次，光线的传播受引力场的影响。不管引力场是由什么构成的，至少，引力场与其他透明物质一样对光起着介质的作用。所以，实际观察到的光速不是在真空中传播的速度。因此，用观察到的结果来证实光速不变原理与其真空中的光速这个前提不符。真空的意思至少应该是没有任何影响光线传播的因素存在。因此，用实际观察到的结果来证明光速不变原理是一种混淆逻辑的做法。但是，这种从概念和逻辑混淆中得出来的光速不变的结论之所以被广泛接受，其主要原因是没有其他更好的方法来解释实际观察到的现象。而且，在光速不变原理提出的年代，人们还没有足够的证据证明引力场是光传播的介质。所以，在那个时代，认为光速不变是无可非议的。但是，时代在进步。现在很多观察结果都证明，引力场是造成光的多普勒现象、引力红移和光线弯曲等的原因。所以，完全可以把引力场视为光传播的一种介质。既然是介质，那么它就存在介质的特性。试想，介质的密度象弹簧一样可以拉开可以收缩，那么就一定可以得到传播时间不变的观察结果。第三个问题是真空中的光速是一个不可验证的速度。既然引力场影响光速，那么真空光速就应该是在没有引力场存在条件下光的速度。但是，在宇宙空间中不可能找得到没有引力场存在的空间。所以，光速不变原理中的光速不是一个物理世界中可能出现的现象。当然也就不可能有它的物理机制存在。这个光速只是一种数学运算中所进行的假设。就象我们可以在数学运算中假设半个鸡蛋可以孵出半只小鸡一样，这样的假设在数学运算上没有任何问题，但是无法用物理机制来进行解释。可是，为什么在实际观察中会看到所谓光速不变的现象呢？（其实是传播时间不变的现象）。答案很简单，这是介质的作用所导致的。人们在观察过程中只能测量到时间不变，却无法知道光线在穿越空间到达观测者之前的这个过程中都发生了些什么。引力场是一个光的传播介质。引力场也会出现类似多普勒漂移的现象而导致这个场内的引力场强度发生变化。当引力场强度增加时光速相应降低，当引力场强度减弱时光速相应增加。当观察者与光源之间处于相对接近运动的时候，它们之间的引力场强度增加，导致光速相应减慢，当观察者与光源之间处于相对背离运动的时候，它们之间的引力场强度减弱，导致光速相应增加，由此速度的调整，保证了光到达目的地的时间不变，不受光源和观察者之间相对运动的影响。这就是为什么光速不变的原因。这个不变是有条件的。其实质是观测到的时间不变。这个时间上的不变并不表示在所有的情况下光的速度都是299,792,458米/秒。因此，无条件地使用这个光速来计算天体之间的直线距离是否准确还值得研究。注：引力场的实质就是质量场。; 个人分类: 认识宇宙|524 次阅读|1 个评论

自由落体运动速度与光速: hfma 2009-7-4 21:18; 亚里士多德曾经认为物体下落的快慢是由它们的重量决定的，物体越重，下落得越快。这种论断的影响持续了两千多年。直到伽利略用他一整套科学的方法验证之后才彻底改变了对自由落体速度的认识。但是，就算是在今天，照样还是有很多人与亚里士多德的想法一样。因为在实际生活中的确是这样：一捆鸡毛比一片鸡毛自由下落得快。只有理解了伽利略的实验之后，人们才会知道问题的根源所在。这里之所以把原本不相干的光速与自由落体的运动速度放在一起讨论是因为我认为现在人们对光速不变的论断与亚里士多德对自由落体运动速度的论断从哲学上来看非常相似。引力场对光传播速度的影响与空气对自由落体速度的影响很相似，都起着介质的作用。亚里士多德的“自由下落速度是由物体重量决定”的结论完全是在空气存在的前提下得到的。同样，光速不变的结论也是在有引力场存在的前提下得到的。而且，这两个结论都可以在相应的条件下得到实验的验证。伽利略的研究表明，在真空条件下，所有物体的自由下落速度都是一样的，并不受物体本身重量的影响。然而，对光而言，在没有引力场存在的条件下，光的速度是绝对不变的吗？数学运算的结果如此。但是，数学运算是可以人为操作的。所以，运算得到的结果只有经过实际验证之后才可能有应用价值。可惜，我们永远也无法在没有引力场的条件下验证光速。在没有验证的前提下，用在引力场中观察到的现象来下光速不变的结论，如此所得到的结论与亚里士多德对自由落体速度所下的结论从性质上讲又有什么两样呢？建立在这样的结论基础之上所进行的研究又有什么意义？本人发表此文的目的是希望就此问题展开讨论，以避免无意义的研究。马海飞 2009年7月4日参考文献 http://prep.istic.ac.cn/docs/1246218936126.html 相关知识： http://zh.wikipedia.org/wiki/自由落體 http://zh.wikipedia.org/wiki/光速不变原理 http://baike.baidu.com/view/18638.htm; 个人分类: 认识宇宙|668 次阅读|1 个评论

宇宙空间中光的介质与引力场强度漂移: hfma 2009-7-3 19:19; 最近我意外地得出了两个令人震惊的结果：1、引力场在宇宙空间对光的传播起着介质作用；2、物体的运动可以导致其引力场强度发生类似多普勒漂移那样的引力场强度漂移。如果这两个结论是正确的话，那么就会撼动物理学的根基。我已经把文章放在了中国预印本服务系统上。想听听学者们的意见。这里简单介绍一下这两个结果和意义。各种实验证明光源或观察者的运动都不影响所观测到的光速。这成为了支持光速不变原理和相对论的证据。笔者本来的目的是想探讨导致这一光速不变现象的物理机制。但是最后发现，只有在引力场作为光的介质和引力场强度随场源的运动发生漂移的情况下观察到的光速才可能不变，并且不受光源与观察者运动状态的影响。引力场红移，光的多普勒效应和引力场透镜效应等都证明了引力场是影响光传播的一种介质。光在这种介质中传播时与其它波，例如声波一样，其速度是由介质决定的，而不受光源运动状态的影响。这不难理解。但是，光速不变现象中最难让人理解的是为什么观察者的运动也不影响观察到的光速。这里的奥秘就在引力场强度漂移上。因为光源与观察者都有各自的引力场，而引力场作为介质对光的影响是一样的。所以，无论是光源的运动还是观察者的运动，最终所观察到的光速在一个特定的引力场条件下总是不变的。这从物理机制上彻底揭示了在实验和观察中看到的光速不变现象的产生原因。这两个结果有着非常重大的意义。首先，它们说明了观测到的光速不变现象不能用来作为支持相对论中光速不变原理的证据，因为相对论的光速不变是建立在没有任何介质影响的前提条件之上的。而对实际观测到的光速不变现象而言，少了引力场这个介质是不可能的。其次，它们可以用来解释很多从前无法从物理机制上解释的现象。例如，水星近日点进动的前移和时间膨胀的问题等等。因为引力场强度漂移可以产生额外的万有引力，正是这个额外的力导致了水星近日点进动的前移。μ子的寿命延长也是因为引力场强度漂移的结果。再有，牛顿的理论不能解释在强引力场和高速条件下产生的现象的主要原因可能就是因为他的理论中少了引力场强度漂移所产生出的额外引力的缘故。如果对牛顿理论加以修正，把引力场强度漂移的因素加进去，那么也许这种修正后的牛顿定律就可以应用到所有的条件中了。如果是这样，相对论的存在可能就不再有意义了。原文链接：中文版：http://prep.istic.ac.cn/docs/1245711938712.html 英文版：http://prep.istic.ac.cn/docs/1246218936126.html 马海飞 2009年7月3日; 个人分类: 认识宇宙|721 次阅读|2 个评论

更多...

帐号		自动登录	找回密码
密码			注册

关闭 安全验证

标签: 介质

相关帖子

相关日志

关闭安全验证