信息的获取和利用

• 电梯与地下车库信号差：金属外壳屏蔽电磁波，所以许多写字楼在电梯井里加装信号放大装置。
• 杭州亚运场馆的密集基站：几万人同时上传视频，需要成倍增加基站数量并使用高频段，因为高频段容量大但覆盖半径小。
• 医院里的「请关手机」：担心电磁波干扰监护仪、心电图机等精密仪器；加油站禁用手机则是防止意外火花。
• 家里的路由器不要放在铁柜里：金属和承重墙都会削弱信号，路由器宜放在房屋中央的开阔处。

生活应用题 1 · 卫星通信要等多久

某地球同步通信卫星距地面约 $3.6 \times 10^{7}\ \text{m}$。信号从地面站发到卫星、再由卫星转发到另一个地面站（可近似看成两段等长的路程）。电磁波速度取 $3 \times 10^{8}\ \text{m/s}$。（1）求信号单程（地面到卫星）所用时间。（2）求一次「上行加下行」的总时间。（3）打卫星电话时对方回答似乎有延迟，为什么？

分步解：

1. 求单程时间，依据 $t = \dfrac{s}{v}$：$t_1 = \dfrac{3.6 \times 10^{7}}{3 \times 10^{8}} = 0.12\ \text{s}$。
2. 求上下行总时间：$t = 2t_1 = 0.24\ \text{s}$。
3. 分析第（3）问并作答：一问一答要经过两次「上行加下行」，即约 $0.48\ \text{s}$，再加上设备处理时间，人就能明显觉察到停顿。答案依次为 $0.12\ \text{s}$、$0.24\ \text{s}$，延迟来自信号往返的巨大路程。这也是海底光纤仍不可替代的原因之一：路程短，延迟更小。

生活应用题 2 · 雷达测出飞机有多远

机场雷达发出一个微波脉冲，经 $6 \times 10^{-4}\ \text{s}$ 收到从飞机反射回来的信号。（1）求飞机与雷达的距离。（2）若飞机正以 $250\ \text{m/s}$ 的速度飞向雷达，$10\ \text{s}$ 后再测一次，距离是多少？（3）雷达能否用来测量水下潜艇的位置？

分步解：

1. 分析路程关系：微波往返，故 $s = \dfrac{ct}{2}$。
2. 代入计算：$s = \dfrac{3 \times 10^{8} \times 6 \times 10^{-4}}{2} = \dfrac{1.8 \times 10^{5}}{2} = 9 \times 10^{4}\ \text{m}$，即 90 千米。
3. 求 10 秒后的距离：飞机前进 $250 \times 10 = 2500\ \text{m}$，剩余距离 $9 \times 10^{4} - 2500 = 8.75 \times 10^{4}\ \text{m}$，即 87.5 千米。
4. 回答第（3）问：不能。电磁波在水中衰减极快，探测水下目标要用声呐（超声波）。所以两次测得 90 千米与 87.5 千米，水下探测则依靠声波。