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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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[what if]第87期:雷达测速  

2014-05-04 10:44:43|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:一起剥坚果

提问:

我经常看到限速标志上有"雷达测速"的字样,于是我就不禁想:雷达波的能量要强到什么程度才能迫使驶来的汽车减速呢?如果真的尝试这么做了会发生什么?

—— joausc

回答:

雷达波确实会施加力在物体上。

不过这个力不大。一部手机的信号接收器产生的无线电波对周围环境施加的力平均在十亿分之一牛顿左右。这意味着你需要有几万亿部手机共同发力才能抬升一片雪花;一部手机施加的力甚至都没法显著降低雪花飘落的速度。


(在合适的情况下,手机热对流产生的气流会把雪花吹走)

如果手机真的产生出足够托起雪花的辐射压力的话,雪花吸收的能量(大概几千瓦吧)会使其迅速化为水滴,转眼间又汽化成水蒸气,然后就没有然后了。不过这只是小问题。

(我觉得我们的手机套餐应该不限抬升多少片雪花吧……

雪花的悲惨命运或许能够让你预见到同样的情况发生在汽车上会产生什么结果。

如果你想通过辐射压力使一辆一吨重的汽车减速,雷达测速枪需要发射出约2万亿焦耳的辐射能量——相当于一个小型核武器爆炸所放出的能量。[1]不过事实上测速枪需要发射出的能量远比2万亿焦耳要多,因为不是所有发射出去的能量都被汽车吸收(或反射)的。[2]

你手中的测速枪还会使整辆车汽化。这的确不是个好事,但从另一个角度来说,它帮了你大忙。因为即使绝大部分的能量被汽车反射回去,被汽车吸收的那部分能量会将车身加热成气体或等离子体。不断膨胀的等离子体云施加在汽车上的力要比辐射本身强许多。[3]这真是方便哈——因为我们不需要发射出2万亿焦耳的辐射能量就能使汽车减速。

哦对了,使用辐射使汽车减速还有别的方法。比如,你可以把无线电波束对准汽车的轮胎使之熔化,或用电磁脉冲击毁汽车上的电子系统。或者更加简单粗暴的方法是直接拿一支激光笔对着驾驶员的眼睛照,然后希望他会本能地减速。

当然了,你也可以不需要上面提到的任何一样东西。如果你的目标只是让一辆车减速——而不是抓住超速的司机——你的测速枪根本就不需要任何能量。你只要站在路边的警车旁,手里拿着一支假的雷达测速枪即可。

总的来说,能通过辐射压力使汽车减速的测速枪基本跟一个核武器没啥区别,而对超速行为动用核武器这个大杀器应该算是过度执法了吧……虽然它确实有效,不过它会把超速的司机、汽车、二逼警察、马路以及方圆数英里之内的所有物体全都摧毁。[4]

不过话说回来,使用天启测速枪或许真的没有必要,其实只要告诉司机超速就会招来核打击就应该能够震慑住他们了。

比如下面这个牌子,或许这才是交管部门的本意吧……

  • 1:计算方法很简单:想要的减速量(比如速度减少20英里/时)乘上汽车的质量能量(质量*光速^2
  • 2:有一部分雷达波被反射回来其实是好事,因为这相当于使雷达波传递给汽车的动量翻了一倍。这也是为什么太阳帆是白色的而不是黑色的,想要知道更多物质的反射率,大家可以看看这份有史以来扫描得最惨不忍睹的pdf
  • 3:这一过程被称为"烧蚀",这也是我们在13里干掉月球的方法。
  • 4:这同时也会使方圆数英里以内驾驶员的残片的速度立即超过限速。
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