首先,電磁波的反射、衍射、折射這些個概念我就不贅述了,不懂得自己找高中老師去;
此外附加一點電磁波譜:
![20161213_1481609409_37184447.png ͼƬ2.png](/attachment.php?aid=341143)
Wifi信號處于FM廣播和可見光之間。
下面開始正文:
Wifi信號的波長大約是厘米級的,如果路由器和手機之間的墻上沒有門窗,那么可以很明確的告訴你,這個波長厘米級的波,在一堵幾米寬幾米高的墻這是不會發(fā)生任何衍射的!所以那些信口開河用“波長越長越容易衍射”來敷衍這個問題的傍優(yōu),just stop kidding!
那么看來信號是”穿”過來的嘍?應(yīng)該也沒有什么別的解釋了(先別逼逼說什么經(jīng)過N次反射然后通過門窗進來或者通過門窗縫衍射進來的,因為那些根本講不清)
讓我們姑且認為是“穿墻”過來的,那么有些會思考的人就會問了,是頻率越高,穿透力越強還是反之?
這個問題,其實也是本次我提問的核心,但是我們通常會結(jié)合可見光和x射線的一些表現(xiàn),來驗證咱們的假設(shè)或者判斷,到底是頻率高的容易“穿透”還是頻率低的容易“穿透”呢?
我一開始是這么想的:
如果頻率高的能穿透,那么x射線能透,可見光不能透,這樣推倒,那頻率比可見光低的wifi信號更過不了了呀,可是為啥隔墻能收到??難道真是別的原因?
那換一下,假設(shè)頻率低的能穿透,那么為什么x射線能透,可見光卻透不了???
問題出在哪?波粒二象性!。這個名詞是不是很熟??沒錯,各位高中應(yīng)該都聽過這個詞,但是基本和我一樣快還給老師了~~
可見光,是很特殊的一種電磁波,它具有玻璃二象性。所謂二象性,是指兩種表現(xiàn)現(xiàn)象,哪兩種?波動性和粒子性。至于為什么會這樣,我覺得,名字就告訴我們先不要細究了,“二象性”就是兩種實現(xiàn)現(xiàn)象特性,都說是實驗現(xiàn)象,所以一開始也是大牛們實現(xiàn)總結(jié)出來的,所以我們也不用細究了。
當頻率很高,高過可見光不少時,電磁波主要表現(xiàn)為粒子性,所以基本都叫射線,同志們暫且想象做子彈吧,此類射線的波長很小,基本是小于一般物體內(nèi)的分子間隙了,和許多物質(zhì)的分子原子量級相當,這樣當這類射線穿透物質(zhì)的時候,類似于玩具槍的塑料子彈大小的東西穿過一層層珠簾,碰不上珠子的就穿過去了,碰上的變個方向估計也能過去,還有些過不去,但是每一個穿過去的子彈,速度基本上是沒損失的,所以,穿過去的“能量比”就取決于多少被珠簾攔下來了,所以頻率越高,子彈越小,越不容易被攔下來,穿透率越高;
對于頻率小于或接近可見光的電磁波,它的波長長一些,可見光一般是分子間隙的幾百倍,wifi信號就更不用說了(幾cm呢),這個靠粒子性是肯定過不去了,那就只能靠波動性來傳播。所謂靠波動性傳播,就是相當于帶著阻礙物質(zhì)(或者傳播物質(zhì))一起“振”,然后靠著這些中間兄弟的“電磁振動”把“節(jié)奏”待到“對面”去,大家都知道帶人玩兒是要付出代價的,電磁波說白了是能量,這股“勁兒”在物質(zhì)里傳播是要損耗的,至于損耗的多少,就看“劫匪”們的脾性了,有的喜歡美女,有的喜歡鮮肉,有的愛財,有的好色,不同物質(zhì)對電磁波的吸收率是不一樣的。這也就是為什么,同樣是固體,玻璃透光,大理石不透光,同樣是液體,水透光,墨汁很難透光。這個甚至暫時能解釋為什么墻壁不能透光卻能透電磁波,不過我覺得,這樣結(jié)束本文的話大家一定感覺意猶未盡。
畢竟,我們不能說墻壁就喜歡損耗5G信號或者墻壁就喜歡損耗2.4G信號,我們試圖希望得出一個類似“頻率和傳播損耗之間存在關(guān)系”的結(jié)論。
那么,我們就把“劫匪”固定——混凝土墻壁不帶鋼筋,很明顯這個“劫匪”絕對不會讓可見光過去的,這取決于混凝土的物質(zhì)特性,所以我們的比較對象就是波長大于紅外線的電磁波(wifi信號,F(xiàn)M)了。
那么在這一類電磁波中,到底是波長長不容易損耗還是波長短不容易損耗呢??
鄙人不才,只能求助網(wǎng)上各種大神了,發(fā)現(xiàn)寫得都不靠譜,倒是發(fā)現(xiàn)幾篇paper,就截取里面的幾張圖吧:
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相信這個作者即使數(shù)據(jù)作假也不會違背他的專業(yè)基本常識的,從他的圖中很明顯看出,頻率高的電磁波衰減大!30cm厚的混凝土墻,2.4G的衰減差不多在-10到-15db之間,也就是10%-3%左右,5G的估計要到-25db左右了,約合0.3%;
從上面可以看出如果只考慮穿墻傳播,2.4G貌似損耗更少,從而可以推理FM廣播的穿墻傳播能力更強,不過人家的波長都幾米到十幾米幾百米了,基本上靠“繞”(繞射:如果障礙物尺寸遠小于波長,則電磁波可以無視繞過障礙物傳播)就能搞定了,如果真想驗證這個結(jié)論,同志們可以跑地鐵深處去收聽個什么交通之身廣播試試,我相信是能收到的~~
..............篇幅有限,更多精彩請關(guān)注下方
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Wifi信號2.4G和5G那個穿墻好.pdf