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※ 引述《wavelet (0)》之銘言：
: 原文來源：上報 https://www.upmedia.mg/news_info.php?SerialNo=49729
: 原文摘要：雷射照亮海底5百公尺　中國新衛星真是「潛艦殺手」嗎？
:           中國「觀瀾號」海洋科學衛星能利用雷射光束、照亮海底500公尺內的區域
，
:           並讓衛星得以拍攝到影像
: 心得感想：記得電磁學課本有提到電磁波僅能穿透約36公尺水深...中國突破極限了嗎?
!


因為以前學習背景的關係，對電磁波有研讀過一陣子

所以我稍微嘗試用電磁波來推測中國是否具有超越人類的科技

以下會有一些數學式，我避免推導直接引用結果


由 Poyting 向量，我們可以得到電磁波功率在損耗介質中傳播的方程式為


其中│E│為電場強度的大小，單位為 V/m

　　η為電磁波在物質中的複數本質阻抗，即η=│η│∠θ，單位為 Ω

　　α為電磁波在物質中的衰減常數，單位為 Np/m

η與α會隨著電磁波本身的頻率不同而變化

　　　也會隨著不同的物質而改變

　　　因為每種物質都有自己的介電常數、導電係數、導磁常數等

　　z 表行進多少距離，單位為 m


上面那串數學式看起來不太友善，但我們只要注意一個點，就是

P 正比於 exp(-2αz)

也就是說電磁波在損耗介質中行進時，功率會呈 exp(-2αz) 衰減

接下來我們就代入一些海水的參數，稍微細算一下

因為該篇文章並沒有提到中國所使用的雷射頻率或波長是多少

所以我就用電磁學裡的參數來試算


考慮一個頻率 f = 1MHz 的電磁波 (均勻平面波) 傳播在海水中

海水的導電係數 σ = 4 (S/m)

海水的介電常數 ε = 2.25 × 10^-9 /π (F/m)

海水的導磁常數 μ = 4π × 10^-7 (H/m)

則該電磁波在海水中的損耗正切為

tanδ = σ/(ωε) = 4 / (4.5 × 10^-3) = 888.889

ＰＳ：ω = 2πf (rad/sec)

計算損耗正切是為了要計算衰減常數，計算如下

α = ω(√(με/ 2)) × √(√( 1 + (tanδ)^2) - 1 ) = 3.972 (Np/m)

好，我們得到了衰減常數 α = 3.972 (Np/m)






當然啦，我們還是不知道中國方面實際的關鍵參數


如他們是用什麼樣的雷射、什麼樣的波長或頻率

而且中國是在什麼樣的海域、什麼樣的海水層做實驗 (每層鹽度都不同)

光以上幾項變數就可能讓最後計算得到的數據產生很大的變化


聲波可以在海中傳遞很遠，因為海水對聲波來講就是個傳遞介質

但電磁波能量就是這麼難搞

所以那篇文章說美國可以把電磁波打到海中 200 公尺

我都懷疑是得到外星人幫助了

要是說中國可以打到 500 公尺，嗯......

我是很懷疑啦

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