X 射線 射線能否用於通訊?

時間 2021-05-13 03:01:55

1樓:

X射線與γ射線雖然都屬電磁波,但它們是有區別的:

(1)產生的機理不同:X射線是原子的內層電子受激輻射的;γ射線是原子核受激輻射的;

(2)光子能量不同:γ射線比X射線光子能量高,因此,γ射線的頻率較高,波長較短;

(3)穿透能力不同:二者都有穿透能力,但γ射線波長更短,穿透能力更強.

他們能量太高,如果暴露在外面,很容易傷害人體。

2樓:diaodiaoidaoidao

不同頻率的電磁波,傳播的特性不一樣,所需要採用的通訊手段也不一樣。

光也是一種電磁波,但光纖通訊的原理可以說和4G、5G這種無線電通訊幾乎完全不同。

3樓:雨落

實際應用中,我個人認為不行。

通訊非常重要的乙個因素是衰減以及。。。。安全

我個人認為射線,可見光,紅外線以及太赫茲微波等等的本質區別之一是頻率(或者說能量)。

射線的性質我不懂,我就拿可見光紅外線之類的波段來舉例。

Beer lambert law描述了當一束光通過某乙個介質的衰減的量和介質的吸收之間的關係。

如果材料吸收越高,那麼光就會衰減的很快。

Figure 1. 510nm雷射通過不同吸收率的Rhodamine 6G[1]

510nm(綠色)的雷射通過Rhodamine 6G,然後因為螢光(Fluorescence)效果放出黃光。可以看見有高吸收率的樣品的黃光比低吸收率的樣品要短。所以衰減很快的沒辦法用來長途通訊。

同理可得

Figure 2. Atmosphere window[2]

特定波段能夠在空氣中傳播(大氣?),就是因為空氣中沒有物質讓他們衰減了。

同理,光纖也是,有3個傳輸視窗,1550nm,1300nm,850nm。

在頻率比較低的時候,

有分子的振動等等。這時候需要成份有特定的能級才能夠激發。

頻率適中的時候,

有吸收,散射等等。比如半導體,高於能帶間隙就有吸收。(能量低於能帶間隙當然也能通過某些方法吸收,一般效率較低)

在頻率極其高的時候,

有電離(康普頓散射)。這時候我個人以為碰到什麼都會電離。碰到人,動物,氣體,磚頭等等。

射線我認為衰減的非常快。(望專業人士糾正)

其次對人體的傷害巨大,參考各種核輻射。

所以射線不能也根本不適合用來通訊。

4樓:ncc21382

人類能產生和檢測X射線、伽馬射線(就像人能點火熄火,導致了烽火台通訊的發明),這意味著是能用於通訊。通訊中波長越短通訊速率越高,伽馬射線則是電磁波波長最短的一類,那是不是可以通過伽馬射線能實現比6G還快的通訊頻寬?但是X射線、伽馬射線的問題也很多,除了電離輻射危害和其他答主提到的大氣衰減嚴重外還有一大問題——定向聚焦,通訊中為了增強訊號強度會通過各種方式例如拋物面反射器(常見的「大鍋」)把訊號定向發射,接受時用同樣的方式把大面積上的訊號能量聚焦到接收器上,類似探照燈和望遠鏡只不過波段不同而已。

這種增強訊號的效果稱呼為增益,例如高增益天線、低增益天線,同距離和訊號發射功率的情況下增益越高傳輸頻寬越高。

然而因為X射線、伽馬射線強大的穿透力使得它們很難通過折射或者反射途徑來定向成探照燈般的光束或者聚焦提公升接受訊號強度,X射線分穿透力相對低的軟X射線和穿透力相對高的硬X射線其中軟X射線可以通過打水漂一樣的小角度掠射來勉強聚焦(例如錢德拉X射線太空望遠鏡所用的沃爾夫望遠鏡構型),而硬X射線以及伽馬射線沒有以知物質能反射折射,這意味著即使在沒有大氣的太空用於遠距離通訊也很難保證訊號強度,通訊頻寬低的可憐(想想當你4G、WiFi訊號強度不足2格時多慢)。你不能在大氣層內使用,在大氣層外又因為定向和聚焦問題導致訊號差,為什麼要用你???

且X射線、伽馬射線除了會危害生物體外也會損害電子裝置。至於太空飛行器再入時的通訊,由於再入時背部等離子體鞘相對弱,所以太空梭再入大氣層時能用機背的天線借助中繼衛星和地面保持聯絡,根本無需X射線。

有人可能會問未來有沒有辦法把硬X射線、伽馬射線定向、聚焦?目前已知只有一種辦法可以——引力透鏡,不過不借助堆質量憑空產生引力還是遙不可及的黑科技,需要突破性、顛覆性的物理革命,我覺得等都能自如產生引力了為啥不用更高大上的引力波通訊?

還有人可能會問那既然硬X射線、伽馬射線無法聚焦,那現在的硬X射線、伽馬射線望遠鏡是怎麼回事?那些所謂的望遠鏡主要通過準直管陣列來確定射線源方向和強度或者通過小孔成像原理等來相對模糊的成像。並沒有增強硬X射線、伽馬射線,也就是說沒有望遠、放大的功效,只能說是檢測和簡易的攝影(參見小孔成像攝影)。

5樓:

NASA有使用X光進行通訊的嘗試 , 曾經在國際空間站上試驗過。

6樓:

可以,但是這倆有個問題,就是大劑量對人體有可知害處,功率小了又通不遠,在地球環境本身也沒有找到啥不可替代的通訊場合,到太空去用,宇宙輻射比你發的還厲害,所以...

嗯,看到下面乙個答主引用nasa的資訊,查閱了一下,因為在宇宙環境中穿透性好,現在x射線用於深空通訊也是乙個研究方向,國內也有研究,優點是穿透力強,衰減很小,可用頻寬寬。感興趣可以閱讀這篇科普文章:

基於X射線的新一代深空無線通訊

7樓:我跟你說

只要是可控的,理論上來說都可以用來通訊。

比如你在牆的一面放個發射源,利用具有射線阻隔能力的高速快門或者索性電子開/關控制射線的發射/阻斷,從而形成1/0訊號,然後牆對面放個射線檢測裝置,理論上就可以進行基於二進位制編碼的數字通訊。

然而問題在於,通訊不是說只要能用就行,距離、頻寬(速率)、成本、安全性、附帶效應都是需要考慮的。X射線和γ射線,至少在安全性這方面實在是讓人心裡發毛啊……

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