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图4.8 探路者号机器人正准备启动
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那么探路者号记录下的电磁波分布是什么样的呢？如图4.9所示，电压信号随着与微波炉距离的增加有一些起伏，这个很有可能是电路自身的一些涨落与噪声引起的，因为下一次测量的起伏规律和这次又不尽一样了。如果天线离微波炉渐远，输出电压就会慢慢地上升到微波炉没有启动时的数值，即3V左右，对应于700～800的读数。
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图4.9 电磁波在空间中的分布
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图4.9的测量结果告诉我们，电磁波在各处的强度是基本一致的。但是，如果我们在离微波炉一定距离的地方放上一个反射器（任何一块金属板都可以，我用的是一个长方形的不锈钢烤盘，见图4.10），它能把从微波炉发射出来的微波反射回去，这样反射的波和入射的波就能形成干涉，从而产生驻波，于是电磁波在空间中的分布就大不一样了。
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图4.10 加入反射器（烤盘）以后，电磁波在空间中的分布大不一样了
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可能有些读者对于驻波不是很熟悉，下面我们来聊一聊驻波。驻波的英文名字叫作Standing Wave，直白的翻译就是站着不走的波，要理解它，最好从波的数学描述入手。假设一列电磁波从微波炉里发射出来，那么垂直于微波炉那条线上各点的电场强度可以用以下公式来描述：
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E(x)=E0cos(2πx/λ—2πt/T)
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其中，x是垂直线上某点距离微波炉的距离，E0是刚刚离开微波炉门时间为零时的电场强度，λ是微波波长，T是微波周期。这个描述波动的公式表明，空间中各点的电场振幅都是一样的，只不过相位有所差别，即离微波炉近的地方首先达到电场的极大值，接下来这里的电场开始减小，而离微波炉稍远的地方电场开始增大。我们的天线电路输出的信号是正比于当地电场振幅的（因为我们测量到的是一个整流后的平均值），所以才有图4.9中各处电压信号差不多的结果。但是如果加入一个反射板，那么在微波炉和反射板之间就存在两束波：一束是微波炉发射的，另一束是反射回来的。这样空间中某一点的电场强度就是这两束波的叠加：
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式中，第二项是反射的波，L是微波炉门到反射板的距离。之所以要用2L-x，就是因为反射波到达x点时，实际上已经走过了2L-x这么远的距离。这个式子可以用三角函数的和差化积公式进行简化：
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这是一个非常有意思的表达式，空间中x点的电场强度仍然是随时间波动的，周期为T，这是cos()所表达的含义。而这一项前还有一个因子cos()，这表明空间中各点的电场振幅与位置是有关系的，例如，当或者或者λ时，cos()=0，表明这些点振幅为零，即这里的电场强度始终为零。这些零点相邻的地方，电场振幅慢慢增大，直到或者或者时，这些点的电场振幅为E0的两倍。形象地来看，这列波就好像一根橡皮筋被一些钉子钉在墙上一样，钉子的位置就是振幅为零的地方，而钉子之间的橡皮筋还是可以上下振动的，这就是驻波。
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了解了驻波的形成，我们知道它最明显的特征就是空间中有些地方的振幅为零，有些地方振幅极大。我们可以用探路者号测量看看是否如此，结果见图4.11。果然，在小车前进的途中，有些地方电场极大，天线电路输出的电压值很小，就如图4.9得到的数值一样。而有些地方天线输出电压值很大，为3～4V，表明这些地方没有电磁波的电场，就如图4.6(A)微波炉未启动时测量到的值一样。这些没有电场的地方就是驻波被“钉”在空间里的点。
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图4.11 驻波