大雷达正注视着你呢   

有时,当你的飞机穿行在大机场迷宫一样错综复杂的滑行道上时,它的一举一动都在地面活动目标显示器或地面雷达的监视之中。整个航程中,它会遭遇许许多多的雷达,地面雷达则是头一个,而此时飞机正驶离地面控制区域,驶向控制塔方向和终端管制区,最后进入区域管制区。最后两个区域属于航空交通控制中心,一旦你的飞机起飞了,整个飞行过程都将由这里监视。在大部分机场,你至少能看到一个航空雷达在来回扫射地面。你乘坐的飞机上也有一个雷达系统,安装在机头内,以预警前方的暴风雨。

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尽管早期,人们曾多次试图研制飞机侦察的装置,第一项能于肉眼之外发现飞机的可操作的技术是由英国人在第二次世界大战前夕研发出来的。它最初的名字是“范围和方位检测器”(range and direction finding),不过很快就被更名为“雷达”(radar)了,比起范围和方位检测器这个累赘的名字来说,按照美国称呼“radio detection and ranging”的首字母缩写改成“雷达”就简练多了。传言说雷达是由英国劳斯无线电研究所的科学家发明的。据说,当时美籍克罗地亚发明家尼古拉·泰斯拉(Nikola Tesla)在电磁辐射的基础上设计出了一种能置人于死地的射线,英国的专家们因此接到指令,要求查明该说法是否属实。专家们发现这项试图将无线电改造为一种新型子弹的说法毫不可信,不过若能找到一种适合的无线电波束,就能有效地侦察到敌人的飞机了。

雷达最初在英国投入使用时,民间流传起这样的说法,多吃胡萝卜能提高视力,尤其是夜间的视力。其实,这是英国空军策划的一次成功的宣传,到处放出消息说空军飞行员正在接受含有大量胡萝卜的饮食以提高其视力,因而能准确地发现入侵的德军轰炸机。其实,一切都归功于雷达,是它帮助飞行员定位打击目标的,而宣传的目的是希望德国人能相信胡萝卜的故事。当时英国的各大报刊上,这样的宣传占据了大量的版面,于是,胡萝卜能提高夜间视力变成了一种广泛流传于民间的说法。

雷达的原理十分简单。它利用的是某种形态的光,在电磁波频谱上,此光位于收音机、电视机中使用的光波和微波炉中的光波的位置之间。我们在前几节曾提到,当某一物体遭遇可见光时,可见光中的光子从光源中散发出来——如太阳——然后到达该物体。此物体吸收光子,致使其表面电子的能量增加。很快,这些电子的能量就会回落,重新释放出新的光子,其中有一些光子会反射到眼睛中,这样我们就看见了这个物体。

雷达有着类似的工作原理,只不过,它既是光源——起到太阳的作用,同时也是接收器——类似于眼睛。它释放出成束的光子,然后感应由物体反射回来的光子。由于光子的能量低于可见光(如果我们把光也当成一种波的话,与光的波长相比,雷达波的波长更长,当它向外发射时,就像风吹水面生起的涟漪,向外层层扩展),光子很难描绘出物体的具体特征,通常都只能模糊地显示轮廓,远没有人眼看到的景象那样复杂而详尽。