電的旅程 ( 137 )
「第十章::雷達」
<微波世界 ( 2 )>……(續上)
戰爭期間,雷達技術發展的一個重要方向是將波源頻率不斷提升,也就是微波的波長愈來愈短,到後期更達到了1公分以下,發展的目的是為了增加對目標的解析度,同時又可縮小天線的體積。在這個過程中,工程師發現有些波長在空氣中的測距變短了。在戰爭時,大家無暇去明白這些問題,戰爭結束後,有很多剩餘物資,包括各種在研發階段的雷達,都由政府捐給了大學,作繼續研究之用。當時很多教授在戰時都曾參加過雷達發展工作,對雷達技術都非常熟悉,回到學校後,有更寬裕的時間來做基本研究。
不久大家發現,各種波長的微波在空氣中傳播,是一個非常複雜的現象。空氣中混雜著很多不同的氣體,除了氧及氮外,還包括水蒸氣、二氧化碳等,這些氣體都會有選擇性的吸收微波中特定的波長,這種波長和氣體分子結構中的共振能量相關。譬如說空氣潮濕,充滿了水氣,那麼水氣可吸收的微波波長,在空氣中傳送的距離就變短,因為能量都給吸收了。這個學問後來演變成「光譜學」,對現代化學和物理的研究有極大的助益;同時這技術又是現代「大氣科學」的基本工具。運用微波技術,科學家可測量空氣中各種現象,包括現時極受重視的空氣污染及排碳程度。…… (待續)