Andere effecten

zijn er andere geologische eigenschappen die radiogolven kunnen beïnvloeden?

Ja, er zijn andere effecten.

Kortom, elk materiaal beïnvloedt de voortplanting van radiogolven.

Absorptie

Dat is nogal voor de hand liggend: radiogolf raakt medium (bijv. aarde), wordt geabsorbeerd.

Dat is de reden waarom je niet door een stuk steenkool kunt kijken - licht is gewoon een golf met een hoge frequentie en steenkool absorbeert licht heel goed.

Op de radiofrequentieschaal, dat gebeurt met allerlei soorten geologische materialen, als ze niet reflecteren. Omdat je iets geologie-gerelateerd lijkt te bestuderen: dit wordt vaak gebruikt voor radio-aardeonderzoek. Droog zand absorbeert bijvoorbeeld niet zo goed, maar dichtere / vochtige klei wel. Zo kun je een radar bouwen die door zand kan kijken (met de juiste golflengte / frequentie), en de klei, het zout of de watervoerende laag eronder kan "zien". Trefwoord: grondradar .

Reflectie

Trefwoorden: Radar, Synthetic Aperture Radar, Remote Sensing

Wat vaak wordt opgemerkt, is dat metalen oppervlakken radiogolven reflecteren - simpelweg omdat metalen uitstekende geleiders van elektriciteit zijn. Dat leidt ertoe dat er geen elektrisch veld binnen het metaal kan zijn, en samen met de fysische vergelijkingen die golven beschrijven, leidt dat ertoe dat de golf van het oppervlak moet kaatsen.

Nu, op geologische schaal, betekent dit dat reflectie op de grond beter zal werken naarmate de grond beter geleidt (en het zal "rechter" zijn en minder verstrooid, hoe vlakker de grond is). Zo reflecteren zeewaterlichamen zonder golven de golven zeer goed.

Hoekreflectoren

Als je bijvoorbeeld een golf hebt die een hoek van 90 ° van reflecterend materiaal raakt (bijvoorbeeld de zijkant van het schip en het dek, een scherpe klif en de zee eronder), krijg je bijna alle uitgezonden energie terug de richting waar de golf vandaan kwam. Dat is hetzelfde principe waarom fietsreflectoren deze piramidale structuren hebben:

Je zult zien dat het wordt gebruikt voor radiodoeleinden, bijv. om schepen beter zichtbaar te maken voor scheepsradars door de hoeveelheid radio-energie die wordt teruggekaatst door de zender te maximaliseren. Kun je de hoekreflector in deze seal-relaxatiepod -boei zien?

Verstrooiing

Op kleinere schaal, vlak ("plat" op de schaal van een golflengte - dwz wat vlak is voor een golflengte van 200 m is niet noodzakelijk vlak voor een golflengte van 3 cm, of voor licht, dat een golflengte van ongeveer 600 nm heeft) oppervlak produceert een "scherpe" reflectie, terwijl ruwe oppervlakken verstrooien het vermogen willekeurig in alle richtingen.

Dat wordt heel vaak gebruikt bij op radar gebaseerde verkenning van de aarde: een satelliet verlicht de aarde met radiogolven met horizontale polarisatie en registreert hoeveel er wordt teruggekaatst met dezelfde polarisatie, en met verticale polarisatie. Als één polarisatie domineert, heb je vlakke oppervlakken die je verlicht, als beide polarisaties even vaak voorkomen, roteren de dingen die je verlicht willekeurig de polarisatie door reflectie op ruwe / willekeurig georiënteerde kleinere oppervlakken. U kunt SAR-beelden vaak zien met valse kleuren, waarbij de ene kleur 'horizontaal verzonden, verticaal ontvangen' betekent, een ander 'horizontaal verzonden, horizontaal werd', een ander betekent 'verticaal verzonden, verticaal werd verzonden' en u deze samen mengt om een algemeen beeld. Hier is een voorbeeld van NASA's SAR-beelden van Haïti na de ramp daar (die link is goed - lees hem!).

Vegetatie met bladeren en boomstammen heeft een hoge mate van willekeurige verstrooiing, wat leidt tot veel kruispolarisatie, wat groen is op de foto. Gebouwen hebben veel rechte hoeken, dus bevatten ze veel hoekreflectoren (zie hierboven), en dus dominante polarisaties, en zijn ze ook helder vanwege de grote hoeveelheid gereflecteerde energie bij hoekreflectoren.

Diffractie

Dan hebben we effecten zoals diffractie - het feit dat wanneer een golf een soort obstakel met een rand raakt, deze zich achter die rand uitstrekt. Hier is een voorbeeld van de wikipedia-pagina over diffractie. De vlakke golf komt van links naar binnen en raakt dan het gele obstakel met een kleine spleet in het midden.

Hetzelfde gebeurt op de toppen van bergen - aan de top, de golven "breken" en buigen achter, en bereiken valleien die absoluut geen gezichtslijn naar de zender hebben.

In ruimte-gebaseerde synthetische apertuur radar-aardebeeldvorming met een lage invalshoek kan dat leiden op artefacten in gebieden die in de radioschaduw zouden moeten zijn.

Refractie

Dit wordt meestal minder vaak gezien met betrekking tot geologische eigenschappen, maar op dezelfde schaal: als je een materiaal hebt waar specifieke elektromagnetische eigenschappen veranderen, kun je golven "buigen". Dit wordt meestal waargenomen in de atmosfeer, niet in de aarde zelf, dus het is minder een geologisch dan een meteorologisch fenomeen.

Golfgeleiders

Je weet misschien dat de golf in coaxkabels niet eigenlijk getransporteerd als elektrische stroom in de metalen geleiders, maar als golf in de isolator tussen - en hetzelfde effect is te zien bij de aarde en goedgeleidende delen van de atmosfeer, vooral wanneer deze geïoniseerd worden door zonnestraling. Dat is dus op zijn minst een half geologisch fenomeen.

Frequentieafhankelijkheid

Trefwoorden: Basisprincipes van elektromagnetische theorie, golflengte, dipool

Zijn bepaalde frequenties gevoeliger voor geologie dan andere?

Ja. Maar het is eigenlijk allemaal een kwestie van de relatie tussen de grootte van het geologische kenmerk en de golflengte. Net zoals een groot plat stuk koper een zeer goede reflector is voor golven van laten we zeggen 2 m golflengte, maar heel erg gepolijst moet worden om goed te werken als reflector voor lichtgolven (een spiegel), zijn deze effecten eenvoudigweg schaalbaar. "Polijsten tot een spiegelgladde afwerking" betekent simpelweg niets anders dan "plat maken op de schaal van lichtgolflengten".

Natuurlijk, gezien het feit dat bepaalde dingen bepaalde afmetingen hebben, ja, dingen zijn afhankelijk van de frequentie (sinds die evenredig is met het omgekeerde van de golflengte).