電磁波與無線技術

        在工程開發中，聽到很多人探討紅外線可以穿透哪些材料、315M（或者433M）信號傳輸需要多長的天線、藍牙傳輸用什麼天線、2.4G信號可以傳多遠等等，很多說法都是瞎編。我覺得作爲受過高等教育的工程師，應該從理論上分析一下這些基本問題，做一個有主見，有知識，有素養的工程師。畢竟關於光和電磁波的本質早在19世紀就已經被科學家揭開了。我們不需要重新研究電磁波，只需要利用現成的知識。

        19世紀物理學家麥克斯韋獨自發明瞭麥克斯韋方程組後，預言了電磁波，並且通過理論計算出了電磁波的傳輸速率，這個數值正好與光速吻合，於是他大膽的猜測光就是一種電磁波，他的這些預言和猜測後來被試驗一一證實。在麥克斯韋眼裏，光與電磁波其實是一個東西，在愛因斯坦眼裏，質量和能量其實是一個東西。科學家就是一羣對事物本質進行降維破解的人。

電磁波波譜其實是很長的，根據波長從長到短排列就是下圖：

裏面有很多我們熟知的名詞，比如可見光，就是我們眼睛可以看到的光，其他電磁波其實也是光，只不過我們看不到而已。下面回顧一下電磁波的相關知識。

1 頻率和波長之間的關係

f=c/λ

電磁波頻率與波長是成反比的，頻率等於光速除以波長。

2、電磁波能量與頻率之間的關係

E=hf

電磁波頻率越高，能量越大，換言之，波長越小，能量越大。

3、電磁波的波長越長，那麼需要越長的天線來傳輸，波長與天線的關係如下：

天線長度=波長/4

4、電磁波能量越大，其穿透能力越強，比如X射線就可以穿透皮膚和骨骼，因此在醫學上有較大應用。紅外線頻率較低（沒有可見光高），所以其穿透能力是比較低的，一般只能穿透比較薄的透明的（如果不透明就容易被材料吸收）塑膠材料。

5、電磁波的波長越長，其繞射能力就很大，也就是衍射能力很大，於是就可以傳輸的很遠，進入千家萬戶，能量也不容易衰減。