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好奇号与地球的无线电联系4月份将受阻

(2013-03-22 03:39:23)
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it

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       4月份,火星与地球的相对位置如下图所示:

http://www.nasa.gov/images/content/735865main_msl20130319-full.jpg

           由上图可见,今年4月份,火星、太阳与地球三者在一条直线上。火星与地球均按反时针方向旋转。目前,两者相距约3.5亿公里。在这种极端情况下,火星发往地球的无线电信号将受到太阳电磁场的强烈干扰。这种情况叫做“Mars solar conjunction(火星与太阳的“会合”)”,大约26个月发生一次。今年49日至426日将发生这一现象。

           这与袖珍电子书有何干系?回顾历史,1831年,M. Faraday(法拉第)发现电磁感应现象;1864J. Maxwell(马克斯威尔)将一切电磁感应现象归结为4个多元函数的微分方程式(即马克斯威尔方程),由此预言存在电磁波;189557日,A. Popov(波波夫)发明无线电(Radio)传输装置,通讯距离仅为550米。一百年过去之后,人类借助电磁波进行“无线”通讯的能力扩展到3.5亿公里之外,扩大了近6亿倍。

               马克斯威尔方程式如下:

http://episte.math.ntu.edu.tw/articles/mm/mm_18_4_02/img22.gif

其实前两个方程是电场的散度与旋度,后两个方程是磁场的散度与旋度。这些内容就是袖珍电子书多元积分学的GaussStokes公式的具体实例,只不过现在还没有讲到而已。

            在此,我想说的是:电磁波的发现与应用离不开马克斯威尔方程组的推论,离不开多元微积分,离不开向量分析,离不开实数系的构造,离不开集合论。数学不是万能的,但是,离开数学是寸步难行的。现今世界已经进入了移动互联网时代,数学袖珍电子书也能通过互联网“云存储”,飘然而至,随手可得。


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