Welche Materialien bewirken, dass Radiowellen gebrochen werden? Was sind die Radio-IORs dieser Materialien?
Funkwellen werden gebrochen – sie beugen sich effektiv in der Atmosphäre – und es ist die Ionosphäre, zB 60 km über der Oberfläche, wo sie das tun. Siehe zB
Sie können sich vorstellen, dass die Atmosphäre aus vielen horizontalen Schichten mit unterschiedlichen Werten besteht und die Brechung erfüllt das Gesetz von Snell.
Alle Materialien mit einer anderen Dielektrizitätskonstante als Vakuum oder Luft brechen Funkwellen. Ich könnte fragen, über welchen Frequenzbereich Sie etwas wissen möchten, da "Radio" einen sehr weiten Bereich abdeckt, aber es spielt keine Rolle.
Bei höheren Frequenzen, wie Infrarot und bestimmten optischen, können bei den meisten Materialien interessante Dinge passieren, aber beim Radio ist es eine Frage der Dielektrizitätskonstanten und Randbedingungen. Wir haben es oft mit Objekten, Teilen, Hindernissen in der gleichen Größenordnung wie Wellenlängen zu tun, wo Strahlenoptik keine gute Annäherung ist.
Die Absorption ist ebenfalls signifikant. Bei optischen Frequenzen ist Glas transparent, weil die Moleküle keine Quantenzustände mit dem richtigen Abstand haben, um durchtretende Photonen im sichtbaren Frequenzbereich zu absorbieren. (Dies gilt natürlich für klares Glas - farbiges Glas ist eine andere Geschichte.) Wenn Sie so etwas wie ein riesiges Stück Pappe hätten, sagen Sie eine Würfelmeile auf jeder Seite, und messen Sie, wie es sich auf AM-Rundfunk oder Bluetooth-Signale auswirkt. Es gibt alle Arten von molekularen Schwingungen, Rotationen und kollektiven Bewegungen, die gerne kleine Energiemengen aufnehmen. Metalle, ionische Flüssigkeiten und leicht polarisierbare Substanzen fressen gerne Photonen, daher ist es nicht sinnvoll, von Brechung zu sprechen - auf der anderen Seite kommt nicht genug heraus, um sagen zu können, dass irgendetwas gebrochen wurde.
In der Elektroniktechnik kombinieren wir häufig refraktive Phasenverschiebungseffekte mit exponentiellem Abfall mit Tiefe durch eine Substanz in einer komplexwertigen Dielektrizitätskonstante. Mit etwas mathematischer Gymnastik definieren Ingenieure eine "Verlusttangente". Der Brechungsindex hängt mit der Dielektrizitätskonstanten zusammen (n ist IOR, e ist die Dielektrizitätskonstante).
Es gibt viele Stellen im Internet, die Dielektrizitätskonstanten und verwandte Größen auflisten. Dies scheint gut für einen Blick darauf zu sein: http://www.rfcafe.com/references/electrical/dielectric-constants-strengths.htm mit mehreren aufgeführten gebräuchlichen Substanzen. Fazit: Nahezu jede Substanz bricht Radiowellen.
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