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物理百科小知识—用物理学告诉你路由器放哪儿信号好

来源:学大教育     时间:2015-11-23 11:14:39


路由器实现在生活中常见的,很多人都会用到的东西。下面一起来看一下学大的专家精心的为大家准备的关于物理百科小知识—用物理学告诉你路由器放哪儿信号最好的一些资料,帮助同学们更好的做好课外的物理百科知识的学习工作。

我们经常会有这样的烦恼:无线路由器信号太弱,不管怎样移动它都解决不了问题。 英国伦敦帝国学院的博士研究生Jason Cole用实验证明了路由器的好摆放位置,并撰写了一篇文章。全文如下:

电磁辐射听上去很可怕,大部分人都避而远之。但各种电磁波奠定了我们的感官与世界的互动方式。从让你看到眼前这些文字的光波,到把这些文字传输到你的笔记本或者手机上的Wi-Fi信号,都是电磁波在起作用。

几乎每一种形式的现代通信都是通过电磁波传输的。这些电磁波会传到你的汽车天线,会穿过墙壁所以你可以在室内通电话,电磁波还会被看似什么都没有的地球高空大气反射回来。

这是因为大气在高空(电离层,地球上空80到1,000公里处)变成了等离子体,在这种状态下原子会分开,原子的外层电子会摆脱原子核的束缚成为自由电子。等离子体对电磁场的反应非常强烈,会产生一些很有趣的特性,比如它会反射无线电信号,扩大无线电的传播范围。

高功率电磁波和等离子体之间的交互作用非常有趣。世界上最强烈的电磁波是高功率激光脉冲。欧洲原子核研究委员会在大型强子对撞机中使用电磁波来加速粒子,他们正是利用了高功率电磁波和等离子体之间的交互作用。

我们可以准确预测强电磁波和等离子体之间的相交互作用,因为其底层物理过程遵循麦克斯韦方程组。麦克斯韦方程组是19世纪物理学的重大发现,证明了光是电磁波的一种形式。

人工计算麦克维斯方程组冗杂而繁复,但上世纪60年底发明的一个聪明的算法可以让这个运算变得相对轻松,前提是需要一台性能足够强劲的电脑。

在了解麦克维斯方程组及其计算方法的知识之后,我最近把目光转移到了一个更简单却普遍存在的问题上,那就是怎样运用计算机模拟的方式,解决我所住公寓WiFi信号弱的问题。学术意义上的“足够强大”意味着拥有上万个处理器的几台超级计算机同时工作,在这里,我们只需要一部智能手机就能提供足够强大的运算能力。

从无线路由器的天线放射出的电磁波是由一个小电流以2.4Ghz的频率振荡引起的。我在我的模型里引入这样一种电流并使其振动,麦克斯韦方程组决定了所产生的电磁波的流向。我把公寓墙壁的实际位置标在了图纸上,然后我就能够根据虚拟路由器的不同位置标出WiFi信号强弱图。

第一点显而易见,WiFi信号在无阻挡的空间传播比透过墙壁更容易,所以最理想的路由器摆放位置应该是在你的视线之内。

有时候电磁波会停止变化,在同一个位置闪烁,这是驻波现象,此时WiFi信号会发生重叠并相互抵消。图中的黑点(也许不能称之为点)表示WiFi信号弱,这些黑点之间有几厘米的间隔。

那么第二点来了,这一点没那么明显但是更有趣:如果某一位置信号接收很差,稍微挪动一下路由器就可能显著改善信号强度,因为在移动路由器之后所有的信号黑点也会移动。

通过上面的学大的专家精心的为大家准备的关于物理百科小知识—用物理学告诉你路由器放哪儿信号最好的一些资料,同学们验证一下上面的方法是否正确。

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