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海洋发射电磁波(海面对电磁波的反射)

来源:www.shuishangwuliu.com   时间:2023-06-26 18:24   点击:222  编辑:jing 手机版

1. 海面对电磁波的反射

既然是陌生海域肯定是没有最基本的海图参照的,陌生海域总是和复杂的气象条件相关连,军舰做为特殊水面舰艇,水面航行安全是军舰日常训练最平常的训练科目,

陌生海域没有任何的参照物、准确的水文以及海域气象条件,海域任何不利的影响都可能导致军舰触礁。

在现代军舰一般都标配导航雷达,在军舰日常航行发挥着不可替代的作用,声呐做为水下雷达是探测陌生海域水下未知的地理地貌的有利帮手,能避免军舰发生触礁的可能性,AIS做为现代军舰新型导航系统,它有导航雷达不可比拟的优势,三者结合在一起进行优势互补,为现代军舰航行提供很重要的安全保障。

导航雷达

雷达通过应用电磁波探测目标,通过设备发射电磁波,物体会反射接受到的电磁波,反射回来的电磁波被雷达接收装置接收,进行处理判断该物体的部分信息会在雷达显示器上显示出来,并算出物体距雷达的距离,类似于汽车的倒车雷达。

导航雷达受气象影响较小,反映速度快、精度高、探测距离远,导航雷达一般探测距离是在20海里以内,但是导航雷达发射的电磁波在水中衰减的的非常快,电磁波在水中传播受到了很大的限制。

导航雷达更适合恶劣天气黑夜、雾天、狭窄航道、近海海域航行使用。

声呐

声呐靠发射声波来探测水下地理地貌,水是声波良好的载体,声波在水中传播的速度比在空气中传播的还要快,声波在水中能很好的传播速度,声呐靠发射和接受声波进行探测水下物体,目前声呐广泛应用于航海领域的侦测,尤其是潜艇、军舰方面,声呐还可以对水下目标进行探测、分类、定位、跟踪和通信。

但是声呐会受到受到海水中的杂噪音、暗流、以及其他海洋发出声波的影响,但是目前声呐依然是探测水下最好的工具,目前还没有任何能替代声呐的探测手段。

AIS

船舶自动识别系统简称AIS系统,由陆地基站设施和船载设备共同组成为一体的现代化数字助航行系统,配合全球定位系统将军舰位置、航行速度、航行方向、吃水深度、以及其他军舰船只在附近海域航行的各种海水地理地貌进行互换交流,如有有探测不明的情况可以提前避让,能有效的保障军舰在陌生海域航行安全。

船舶自动识别系统是将舰艇航行船只各个方面综合因素状态集中在一起便于统一观察,为军舰指挥员提供判断依据。

导航雷达在恶劣天气为军舰提供良好的预警,避免在未知海域遭受到恶劣天气的影响给军舰造成触礁搁浅。

声呐做为水下之眼为军舰提供良好的水下预警,让军舰顺利的避开水下暗礁、暗流等影响。

船舶自动识别系统可以为军舰提供水面上的一举一动,避免不必要的因素造成军舰不必要的失急的动作避免触礁。

军舰指挥员提供统筹指挥利用水下安全、水面环境安全、水面军舰安全来使军舰在陌生海域安全航行。

陌生海域由于没有详细的水文资料,海下暗礁又非常的多,任何的一项疏忽都会导致军舰触礁。

(图片来源于网络,由难明我心创作)

2. 海面对电磁波的反射是什么

反射的原理我理解是这样参考工程电磁场书籍:简单的说波的反射,就好比一根蹦的很紧的绳子,用力弹一下,就产生了波,这个波传递到绳子尽头时候弹回来了,那是因为绳子的尽头是无法传递波的。用方程的观点就是要符合边界条件。电磁波是电场和磁场互相转化的结果。也就是说电磁波的反射基础是电场和磁场的反射。

这两个场在不同传播介质中要符合衔接条件,也就是这样的:电场的:磁场的:在交界面上也要符合一些定律,就是连续定律,和不连续定律。

具体的原因是两种介质导致了电场磁场的介质常数不同。所以导致了反射的产生,同理的折射也是这个原因。

就比如光进入水中,发生的折射。在沿着水面方向和垂直水面方向,电场磁场分别符合衔接条件。

这导致了传播方向的偏折。所有的波都要符合类似的条件。

3. 海水对电磁波的反射

海水中的通信依靠声波。

不是超声波,超声波的频率太高,它在水中会很快把能量变成水的振动而耗散,无法传播,电磁波也一样,电磁波频率高,在水中传播会很快耗散能量,就象微波炉一样,加热了水,而无法传播。

水中的通信声波一般频率在1000赫兹以下,频率越低传播的距离越远。

4. 电磁波在海水中的透入深度

极低频(0.1Hz—300Hz)电磁波的波长为300万公里至1000公里。由于波长极长,可以在周围衍射,因而不会被山脉等阻挡,还可绕地球传播。同时,波长越长对介质穿透越深,因此极低频可以远在数千公里外,探测到10公里的下深处,或穿透数百米的海水。

5. 电磁波在海水中的传播速度

1.5~3分贝/兆米。

电磁波在水中传播与在空气中不同。由于水的电导率σ和介电常数ε与空气中的电导率 σ0和介电常数ε0不同,因此其传播特性也不一样。

电磁波从空气进入海水中时,电场的水平分量Ex远大于垂直分量Ey,电场方向基本是水平的,因此传播方向是向下的。

是按指数规律衰减的,衰减很快。波长越短,衰减越大;水的电导率越高,衰减越大。

6. 电磁波在海水中的衰减

波长越短,频率越高,其传播更接近直线,易被建筑物、高山等阻挡、吸收。所以,短波、微波传播要有基站转接。

7. 海水对电磁波的吸收

电磁波不是在水中不能传播,而是电磁波在水中传播过程损耗太大,使接收距离大打折扣。

电磁波在海水中的衰减十分迅速,但频率极低的电磁波在海水中的衰减就要慢得多。例如,频率低于10赫的电磁波,在海水中的穿透深度可达5000米,可用于陆地对大洋深处的潜艇通讯和海底地壳物理探矿。电磁学在海洋研究中的应用摘要:随着电磁波中的超长波用于对潜艇通讯,和极长波用于对大洋深处核潜艇通讯的要求,各国相继开始研究海水的电磁特性和电磁波在海洋中的传播规律。

8. 电磁波在海水中传播

光在越稀疏的介质中传播越快,在真空中最快,速度是3×10的8次方m/s;因在空气中传播速度接近在真空中的速度,在水中的传播速度是真空中的 3/4 ,在玻璃中的传播速度是真空中的 2/3 ,所以光在水、玻璃、空气中传播速度由大到小的排列顺序是空气、水、玻璃.

考点名称:光的传播速度与光年

光速:电磁波在真空中的传播速度。通常光速为c=299792458m/s。是自然界物体运动的最大速度。

光年:长度单位,光年一般被用于衡量天体间的距离,其意思是指光在真空中行走一年的距离,是由时间和光速计算出来的。1光年表示光在1年时间内所走的路程,

9. 海面对电磁波的反射有哪些

电磁波传播到水面上是可以发生反射的。

电磁波传播到水面时,会发生反射和折射。比如光的本质就是电磁波,光射到水面有一部分会发生反射,一部分会发生折射,看到水中倒影,就是光的反射现象。

任何物体本身都具有发射、吸收和反射电磁波的能力,这是物体的基本特征。水当然也不例外。水体反射光谱特征的主要因素是水体自身的光学性质和水的状态。清水的反射主要在蓝绿波段,在其他波段(特别是近红外波段),吸收强。

10. 海面对电磁波的影响

从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是能够释出能量的物体,都会释出电磁波。

电与磁可说是一体两面,变动的电会产生磁,变动的磁则会产生电。电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,而其每秒钟变动的次数便是频率。当电磁波频率低时,主要藉由有形的导电体才能传递;当频率渐提高时,电磁波就会外溢到导体之外,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射。举例来说,太阳与地球之间的距离非常遥远,但在户外时,我们仍然能感受到和勋阳光的光与热,这就好比是「电磁辐射藉由辐射现象传递能量」的原理一样。

电磁辐射是传递能量的一种方式,辐射种类可分为三种:

游离辐射

有热效应的非游离辐射

无热效应的非游离辐射

基地台电磁波 绝非游离辐射波

电磁波的能量和频率高低成正比。当高能量电磁波把能量传给其他物质时,有可能撞出该物质内原子、分子的电子,使物质内充满带电离子,这种效应称为「游离化」,而造成这种游离化现象的电磁波就称为游离辐射,包括伽玛射线、X光、紫外线等。

进入可见光频率以内的电磁波均及红外线均无法造成游离化效应,称为非游离辐射。

我们必须澄清一个观念;辐射伤害是指游离辐射(游离辐射会与身体内的物质抢夺电荷,产生离子破坏生理组织),非游离辐射则不具游离化能力,不会产生有害人体的自由化离子,大量非游离电磁波只会造成温热效应,就如同做日光浴或站在灯泡下方一般,只要不在短期内传太多能量给人体,生理组织就能加以调控,所以在安全范围下长期接受非游离电磁波,并不会产生累积性伤害。

大哥大的频率介於电视、电台与微波炉之间,属於非游离电磁波,不论是基地台或手机,都不会放出游离辐射波。

和电磁波「朝夕相处」

在我们的生活环境中,「电」和「磁」的现象无所不在,除了大自然的太阳光和闪电外,举凡各种电器用品,如电视、微波炉、电灯泡、电脑等,甚至广播电台、电视台、业余无线电台、无线电计程车、警用无线电台或卫星行动通信等之无线电磁波,都存在我们的生活环境中,所以我们在享受便利生活的同时,也正和电磁波「朝夕相处」,「和平共存」呢!

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