Inne efekty

Czy są jakieś inne właściwości geologiczne, które mogą wpływać na fale radiowe?

Tak, są inne efekty.

Zasadniczo każdy materiał ma wpływ na propagację fal radiowych.

Absorpcja

To oczywiste: fala radiowa uderza w medium (np. glebę), zostaje wchłonięty.

To jest powód, dla którego nie możesz patrzeć przez kawałek węgla - światło jest tylko falą o wysokiej częstotliwości, a węgiel bardzo dobrze pochłania światło.

Na skala częstotliwości radiowej, która ma miejsce w przypadku wszelkiego rodzaju materiałów geologicznych, jeśli nie odbijają. Ponieważ wydaje się, że studiujesz coś związanego z geologią: jest to powszechnie używane do radiowego badania Ziemi. Na przykład suchy piasek nie wchłania zbyt dobrze, ale gęstsza / wilgotniejsza glina tak. W ten sposób można zbudować radar, który może patrzeć przez piasek (używając odpowiedniej długości fali / częstotliwości) i „widzieć” glinę, sól lub warstwę wodonośną poniżej. Słowo kluczowe: radar penetracyjny .

Odbicie

Słowa kluczowe: Radar, radar z syntetyczną aperturą, teledetekcja

Bardzo często obserwuje się, że metalowe powierzchnie odbijają fale radiowe - po prostu dlatego, że metale są doskonałymi przewodnikami elektryczności. Prowadzi to do tego, że nie może istnieć pole elektryczne wewnątrz metalu i razem z równaniami fizycznymi opisującymi fale, co prowadzi do tego, że fala musi odbijać się od powierzchni.

Teraz, w skali geologicznej, oznacza to, że odbicie w ziemi będzie działało lepiej, im lepiej będzie przewodzić grunt (i będzie „prostsze” i mniej rozproszone - im bardziej płaski będzie grunt). Tak więc ciała morskie bez fal bardzo dobrze odbijają fale.

Reflektory narożne

Ponadto, na przykład, jeśli masz falę uderzającą w narożnik 90 ° materiału odblaskowego (np. bok statku i jego pokład, ostry klif i morze pod spodem), prawie cała przekazywana energia zostaje zwrócona kierunek, z którego nadeszła fala. To ta sama zasada, dlaczego reflektory rowerowe mają te piramidalne struktury:

Zobaczysz, że są używane do celów radiowych, np. aby uczynić statki bardziej widocznymi dla radarów statków poprzez maksymalizację ilości energii radiowej odbijanej z powrotem w nadajniku. Czy zauważysz reflektor narożny w tej boi relaksacyjnej uszczelki ?

Rozpraszanie

Na mniejszą skalę, płaska („płaska” w skali długości fali - tj. to, co jest płaskie dla fali o długości 200 m, niekoniecznie musi być płaskie dla fali o długości 3 cm lub dla światła, które ma długość fali około 600 nm) powierzchnia daje „ostre” odbicie, podczas gdy chropowate powierzchnie rozpraszają moc we wszystkich kierunkach, losowo.

Jest to bardzo często używane w radarowych badaniach Ziemi: satelita oświetla Ziemię falami radiowymi o polaryzacji poziomej i rejestruje, ile jest odbijane z z tą samą polaryzacją i z polaryzacją pionową. Jeśli dominuje jedna polaryzacja, masz płaskie powierzchnie, które oświetlasz, jeśli obie polaryzacje są jednakowo powszechne, przedmioty, które oświetlasz, losowo obracają polaryzację przez odbicie od szorstkich / przypadkowo zorientowanych mniejszych powierzchni. Często można zobaczyć obrazy SAR z fałszywymi kolorami, gdzie jeden kolor oznacza „przesyłany poziomo, odbierany pionowo”, inny oznacza „przesyłany poziomo, uzyskał poziomo”, inny oznacza „przesyłany pionowo, otrzymano pionowo” i łączysz je razem, aby uzyskać ogólny wizerunek. Oto przykład zdjęć SAR wykonanych przez NASA na Haiti po tamtejszej katastrofie (ten link jest dobry - przeczytaj!).

Roślinność z liśćmi i pniami drzew charakteryzuje się wysokim stopniem losowego rozproszenia, co prowadzi do dużej polaryzacji krzyżowej, która na zdjęciu jest zielona. Budynki mają wiele kątów prostych, więc zawierają dużo odbłyśników narożnych (patrz wyżej), a tym samym dominującą polaryzację, a także są jasne ze względu na dużą ilość energii odbitej na reflektorach narożnych.

Dyfrakcja

Następnie mamy efekty takie jak dyfrakcja - fakt, że kiedy fala uderza krawędzią w jakąś przeszkodę, rozciąga się za tą krawędzią. Oto przykład ze strony Wikipedii na temat Dyfrakcji. Fala samolotu wchodzi z lewej strony, a następnie uderza w żółtą przeszkodę z małą szczeliną pośrodku.

To samo dzieje się na szczytach gór - na grzebień, fale „pękają” i ugina się z tyłu, docierając do dolin, które zdecydowanie nie mają linii wzroku do nadajnika.

W obrazowaniu Ziemi za pomocą radaru z syntetyczną aperturą o małym kącie padania, może to prowadzić do artefaktów w obszarach, które powinny znajdować się w cieniu radiowym.

Załamanie

Zwykle jest to rzadziej widoczne w odniesieniu do właściwości geologicznych, ale w tej samej skali: jeśli masz materiał tam, gdzie zmieniają się określone właściwości elektromagnetyczne, można „zginać” fale. Zwykle obserwuje się to w atmosferze, a nie w samej ziemi, więc jest to mniej zjawisko geologiczne niż meteorologiczne.

Falowody

Możesz wiedzieć, że fala wewnątrz kabli koncentrycznych nie jest faktycznie jest transportowany jako prąd elektryczny w metalowych przewodnikach, ale jako fala w izolatorze pomiędzy - i ten sam efekt można zaobserwować w przypadku ziemi i dobrze przewodzących części atmosfery, zwłaszcza gdy są one jonizowane przez promieniowanie słoneczne. To przynajmniej połowa zjawiska geologicznego.

Zależność częstotliwości

Słowa kluczowe: Podstawy teorii elektromagnetycznej, długość fali, dipol

Czy pewne częstotliwości są bardziej podatne na czynniki geologiczne niż inne?

Tak. Ale w zasadzie wszystko jest kwestią relacji między wielkością obiektu geologicznego a długością fali. Podobnie jak duży płaski kawałek miedzi jest bardzo dobrym odbłyśnikiem dla fal o długości powiedzmy 2 m, ale musi być bardzo dobrze wypolerowany, aby dobrze działał jako odbłyśnik dla fal świetlnych (lustro), efekty te po prostu się skalują. „Polerowanie do lustrzanego wykończenia” oznacza po prostu tylko „spłaszczanie w skali fal świetlnych”.

Oczywiście, biorąc pod uwagę, że pewne rzeczy mają określone rozmiary, tak, rzeczy zależą od częstotliwości (ponieważ to jest proporcjonalne do odwrotności długości fali).