用物理學(xué)告訴你路由器放哪兒信號最好

我們經(jīng)常會有這樣的煩惱：無線路由器信號太弱，不管怎樣移動它都解決不了問題。 英國倫敦帝國學(xué)院的博士研究生Jason Cole用實驗證明了路由器的最佳擺放位置，并撰寫了一篇文章。全文如下：

電磁輻射聽上去很可怕，大部分人都避而遠(yuǎn)之。但各種電磁波奠定了我們的感官與世界的互動方式。從讓你看到眼前這些文字的光波，到把這些文字傳輸?shù)侥愕墓P記本或者手機上的Wi-Fi信號，都是電磁波在起作用。

幾乎每一種形式的現(xiàn)代通信都是通過電磁波傳輸?shù)�。這些電磁波會傳到你的汽車天線，會穿過墻壁所以你可以在室內(nèi)通電話，電磁波還會被看似什么都沒有的地球高空大氣反射回來。

這是因為大氣在高空（電離層，地球上空80到1,000公里處）變成了等離子體，在這種狀態(tài)下原子會分開，原子的外層電子會擺脫原子核的束縛成為自由電子。等離子體對電磁場的反應(yīng)非常強烈，會產(chǎn)生一些很有趣的特性，比如它會反射無線電信號，擴大無線電的傳播范圍。

高功率電磁波和等離子體之間的交互作用非常有趣。世界上最強烈的電磁波是高功率激光脈沖。歐洲原子核研究委員會在大型強子對撞機中使用電磁波來加速粒子，他們正是利用了高功率電磁波和等離子體之間的交互作用。

我們可以準(zhǔn)確預(yù)測強電磁波和等離子體之間的相交互作用，因為其底層物理過程遵循麥克斯韋方程組。麥克斯韋方程組是19世紀(jì)物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)，證明了光是電磁波的一種形式。

人工計算麥克維斯方程組冗雜而繁復(fù)，但上世紀(jì)60年底發(fā)明的一個聰明的算法可以讓這個運算變得相對輕松，前提是需要一臺性能足夠強勁的電腦。

在了解麥克維斯方程組及其計算方法的知識之后，我最近把目光轉(zhuǎn)移到了一個更簡單卻普遍存在的問題上，那就是怎樣運用計算機模擬的方式，解決我所住公寓WiFi信號弱的問題。學(xué)術(shù)意義上的“足夠強大”意味著擁有上萬個處理器的幾臺超級計算機同時工作，在這里，我們只需要一部智能手機就能提供足夠強大的運算能力。

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