朋友，你了解電磁波嗎？完全沒聽說過的人大概不多，幾乎人人都知道現(xiàn)在的通信主要是用電磁波實現(xiàn)的，不過，對電磁波通信的原理有深入了解的就很少了。
我的朋友、著名科普作家@老和山下的小學僧寫過一篇文章《無線通信：從1G到5G | 老和山下的小學僧》，里面對電磁波通信從原理上進行了風趣而深入的介紹：
要說5G，不懂點電磁波是不行的。提問：仙人掌能防電腦輻射嗎？知道答案的大盆友直接看后半篇，下面這段寫給小盆友。
日常生活中，除了原子電子之外，剩下的幾乎全是電磁波，紅外線、紫外線、太陽光、電燈光、wifi信號、手機信號、電腦輻射、核輻射，等等。只要是波，就逃不過三個參數(shù)：波速、波長、振幅。電磁波的速度是恒定的光速，因此只需考慮：波長(或頻率)、振幅(不考慮方向)，其中頻率對于電磁波來說，尤為重要。
頻率越高，對應著電磁波的波長越短，能量越高，衰減越快，穿透性越差，散射越少，對人體傷害越大。就著這個原則，咱從頭到尾捋一遍。
長的電磁波波長能到1億米，頻率3Hz，1秒鐘三個波，如果用來通信的話，等你一句話說完，就可以過年了。稍微正常點的電磁波，波長幾萬米，用這通信，就一個字：穩(wěn)！江河大山都擋不住，甚至能穿透幾十米深的海水(海水導電，是電磁波的克星)。不過就這點頻率，只能勉強攜帶點信息，發(fā)一個hello，大概需要半小時，也就比寫信稍微強點。因為超長波實在是穩(wěn)，一般用在岸臺向潛艇單向發(fā)送命令。再短點，幾十米波長的電磁波，頻率就到了百萬赫茲MHz級別，能攜帶的信息就很可觀了，一句話至少能說利索了。而且照樣還能跑很遠，幾百公里不在話下，所以收音機廣播、電報、業(yè)余無線電一般用這個頻段。說點有用的，假如你困在荒島上，有個飛機路過，趕緊用121.5MHz呼救，這是民用緊急通信頻率，還有個軍用緊急通信頻率243MHz，這些都是不加密的公共頻率。上次解放軍和臺軍戰(zhàn)機對峙，雙方用這個頻率對話，結果被無線電愛好者錄下來放網(wǎng)上了，吃瓜群眾喜聞樂見之余，又擔心我軍通信太容易被破解，真是阿彌陀佛了。波長再短點，到了1米~1厘米，就有意思了。一方面，雖然衰減已經(jīng)很明顯了，但一口氣還能跑個百十公里，夠用；另一方面，頻率到了GHz級別，能攜帶足夠多的信息，不但話能說利索了，還有多余功夫讓你加個密什么的。所以這個波段是通信的焦點，什么1G2G3G4G，什么衛(wèi)星通信雷達通信，全在這，統(tǒng)稱微波通信。到了毫米級，電磁波就跑不了多遠了，雖然毫米波不太發(fā)散，但很容易被周邊物質吸收或反射，幾乎沒啥穿透性，用來通信很雞肋，不過用在導彈導引雷達或微波爐上棒棒的。但，畢竟頻率超過了30GHz，攜帶的信息量實在太饞人，要不還是試試吧！于是，5G來了。5G同志先等等，繼續(xù)往下數(shù)，來到微米級。毫無疑問，能攜帶的信息量繼續(xù)倍增，但波長0.7微米的電磁波就已經(jīng)是可見光了?？梢姽舛家娺^吧，別說穿墻了，一張紙都夠嗆，想接著按照7G8G9G的套路肯定走不通啊。然后，就有了激光通信，發(fā)射端和接收端必須瞄得準準的，中間還不能有阻擋，這優(yōu)缺點自個兒體會體會。
波長到了0.3微米，也就是300納米，先別管頻率的事了，這玩意兒就是我們熟知的紫外線，終于對人體有害了。太陽光里的紫外線大約占了4%，如果你一天能曬上半小時太陽的話，那么前面提到的那些電磁波輻射基本可以無視了(不要鉆電磁共振的牛角尖，咱只說普遍情況)。
波長200納米的紫外線，在太陽光中幾乎是沒有的，所以在陽光太強時，紫外線通信就成了激光通信很好的補充，不但隱蔽性更好，還不用對得那么準，在幾公里的距離上非常好用，是近些年軍事通信的研究熱點。
接下來就和通信無關了，波長到了納米級就成了X光，就是在醫(yī)院見到的那種，這么說的話，X光其實也能叫納米技術(這是玩笑)。最后，波長短到了0.01納米以下，這就是聞之色變的伽馬射線，來自核輻射，全宇宙最強的能量形式之一！若是要毀滅一個星系，伽馬射線是不二之選。實際上，科學家一直懷疑，超新星爆炸產生的伽馬射線爆已經(jīng)毀滅了絕大部分的宇宙文明，好在太陽系處于比較角落的地帶，周邊恒星不多。
終于說完了波長頻率，那振幅呢？連仙人掌能不能防輻射都不知道，也就沒必要了解振幅的含義了，直接跳過！
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