Обхват на радиовълните и тяхното разпространение

Радиовълните са вид електромагнитна вълна. Тяхното съществуване през 1864 г. е предсказано от британския математик, механик и физик Джеймс Кларк Максуел. Думите му бяха верни и напълно съвместими с реалността. Какъв е обхватът на радиовълните?

Какво предложи Максуел?

Обобщавайки наличните резултати от изследванията, които са били извършени преди него и са засегнали областта на магнитните и електрическите полета, ученът излезе с идеята, че променливите са взаимно генерирани от полетата. Как е? Магнитните полета могат да създават електрически и обратно. Първоначално нещо се създава от външен източник, а след това предизвиква появата на неговия партньор. След това те сякаш се откъсват от съществуващия оригинален източник и могат да се разпространяват по-далеч в космоса. Приемайки формата на електромагнитни вълни. Но той не можа да потвърди експериментално теорията си.

Експерименти Hertz

За първи път теоретични позиции бяха доказани през 1887 година. Изработен от немския физик Хайнрих Рудолф Херц. Какво е интересно, като този експеримент, той не е съгласен с Максуел, но напротив, той вярва, че ученият е сбъркал. А в действителност електромагнитните вълни не съществуват. Но как да се уверим в това? Според теорията на Максуел осцилиращите електрически частици са източник на вълни. За тази цел беше използвана проста схема. Той се състоеше от индуктор и кондензатор. Радиаторът на електромагнитните вълни трябва да бъде електрически разряд, който се е появил между две месингови топчета, монтирани на краищата на метални пръти. В пилотния завод те изиграха ролята на кондензатор, така че те бяха разделени от малка празнина. Въпреки че прътите са свързани чрез индуктивна бобина. Самите топки се използват директно за натрупване на електрически заряди.

И как отидоха експериментите му?

Много е важно да знаете как се разпространява радиовълните на различни обхвати. Няколко метра от първия кръг беше вторият. Те не бяха свързани по никакъв начин. Вторият кръг беше отворен пръстен с месингови топчета в краищата и искрова междина. Същото като в първия. Това е конструкцията на най-простия резонатор. Това устройство ви позволява да улавяте електромагнитни вълни. В определени моменти между топките на първичния кръг се изплъзваха искри. Ученият обосновава следното: ако няма вълни, тогава те не трябва да се появяват в резонатора. Но по време на експеримента е установено, че ток също се появява между топките на втората верига. И така, съществуват електромагнитни вълни. Енергията може да се предава без кабели. Hertz провежда серия от експерименти, които в крайна сметка потвърждават теорията, представена от Максуел. Той също така откри, че скоростта на тяхното разпространение в светлината е равна на светлината (фотоните). Нещо повече, установено е, че те се характеризират с едно и също поведение, както и с подчинение на законите на пречупване и размисъл. Но той не знаеше как да приложи тези знания на практика. И вярваше, че е открил безполезно явление.

Колко зле беше Херц

Впоследствие от електромагнитните колебания бе идентифициран набор от радиовълни, които се използват за предаване на радиосигнали. Представете си съвременния свят без него е много трудно. И това не е изненадващо, защото те ни отвориха широки възможности. По време на практически експерименти беше установено, че разпространението във вакуум протича със скорост, равна на светлината. Това е просто необходимо да се прави разлика между тяхната дължина (честота). Трябва да се отбележи, че няма ясна граница. Един вид електромагнитна вълна може да тече гладко в друга. Най-простата класификация отличава гама, рентгенови, инфрачервени лъчи, видима светлина и радиовълни. Тук са последните и най-интересните. Към днешна дата има многобройни и разнообразни по обхват радио дължини на вълните. Според международните споразумения целият им спектър е разделен на следните групи: дециметър, милиметър, сантиметър, дециметър, метър, дециметър, хектометър, километър и мириметър. Нека да видим какво представлява всичко това всеки специфичен честотен диапазон на радиовълните.

Класификационен сорт

Ако идвате от другата страна, можете да изберете свръх, средни и свръх дълги вълни. Често се разглежда комбинирана система за класификация:

1. Милиметрови вълни. Имат дължина от милиметър до сантиметър. Тяхната честота варира от 30 до 300 GHz. Той е класифициран като изключително висок. Вълните от този тип се използват в радиоастрономията, радарите и за космическите комуникации.
2. Ултрачувствителни вълни. Тяхната дължина варира от 1 см до 10 м. Тук се открояват няколко групи. Така че, ако дължината на вълната е до 10 см, а честотата е в диапазона от 3 до 30 GHz, тогава те се наричат ​​сантиметър. Те се използват за предаване на данни по въздуха в сателитни комуникационни канали за предоставяне на Wi-Fi мрежи. Ако дължината на вълната е от 10 сантиметра до един метър, те имат честота 300-3000 MHz. Можете да се срещнете с тях, когато използвате радиостанции, мобилни телефони, радио комуникации, телевизия, радио комуникации. Те се наричат ​​дециметрови вълни. И последната група: тя включва тези, чиято дължина варира от 1 до 10 м. Те се наричат ​​метър. Като правило се използват за радиоразпръскване, радиосъобщения и телевизия на къси разстояния.
3. Къси вълни Те включват всичко, което е в диапазона от 10 до 100 м. Научното им предназначение е decameter.
4. Средни вълни. Те варират от 100 м до 1 км. Научно обозначение - хектаметър.
5. Дълги вълни. Заемат интервал от 1 до 10 км. Научно обозначение - километър.
6. Супер дълги вълни. Те включват всичко, което е повече от 10 километра. Тук е необходимо да се отбележи наличието на вътрешно разделяне. Така че, има miriametrovye (от 10 до 100 км), хекто-километър (от 100 до 1000 км), megametrovye (от 1000 до 10 000 км), decimetric (от 10 000 до 100 000 км).

Вълни от точки 3, 4 и 5 са ​​широко използвани в излъчването, както и за установяване на радио сесии. Въпреки че това не е границата. Така представителите на точка 6 се използват за поддържане на връзка с подводници.

И отделно си струва да се обмислят дециметрови вълни

Това се счита за всички, чиято дължина варира от 0,1 мм до 1 мм. Защо отделно разпределени радио вълни обхват? Дължината на вълната осигурява редица специфични свойства. Като начало трябва да се спомене, че те често се наричат ​​субмилиметър. Този тип електромагнитно излъчване заема честотен спектър между инфрачервения и милиметровия обхват. Но има и интересен имот. То включва обхват от милиметри, сантиметри и дециметрови радио вълни. Поради специфичните си свойства обаче се прилага само в системите за сигурност и медицината. Така, за разлика от по-добре познатото рентгеново лъчение, дециметровите вълни са безопасни за човешкото тяло. Затова те се използват за сканиране на органите на човешкото тяло. Те се използват и на летищата за проверка на пътнически багаж. От гледна точка на физиката, тяхното правилно име е терагерцови вълни. Това се дължи на тяхната висока честота, която е в диапазона от 10 ¹¹ -10 ¹³ Hz.

Избрани нюанси

Това, което се разглежда, какви са радио вълните. Сега трябва да се съсредоточите върху подробностите. Първото нещо, което си струва да се спомене е честотата. Този индикатор показва колко пъти в секунда се променя посоката на електрическия ток в радиатора. И, съответно, броят на промените в определена точка в пространството на величината на електромагнитното поле. Той се променя в херца (Hz).

Каква е практическата употреба на честотата?

Ако има 1 херца, тогава се казва, че вълната изпълнява едно трептене в секунда. И какво, например, се случва с честота от 1 мегагерц? Да, един милион вибрации за секунда! Какво е практическото приложение на това знание? Знаем, че електромагнитните вълни се движат със скоростта на светлината. Благодарение на това е възможно да се изчисли разстоянието между някои точки от пространството, за да може магнитното (електрическото) поле да бъде в една и съща фаза. Нарича се дължина на вълната. Тази стойност се изчислява по следната формула: 299.79 / Честота на електромагнитното излъчване в MHz. Дори без да се прави изчисление от тази формула, виждаме, че при честота от 1 MHz дължината на вълната ще бъде приблизително 300 м. Тук се наблюдава диаметрално противоположна тенденция. Колкото по-голяма е честотата, толкова по-къса е дължината и обратно.

присъединяване

Честотата пряко засяга какъв диапазон от радиовълни може да приема антената на определено устройство. Електромагнитното излъчване може свободно да преминава през пространството или въздуха. Но след като срещне металната жица, антената или друго подобно тяло, той прехвърля прехвърлената енергия. Това причинява променлив електрически ток. Трябва да се отбележи, че не цялата енергия се абсорбира. Част от нея се отразява от повърхността и се връща назад или се разсейва в пространството. По този принцип се изгражда радар.

Как могат да заобикалят препятствията?

Това е много интересно свойство, което притежават радиовълните. Диапазонът от вълни играе важна роля тук. Когато радиацията се разпространява, с течение на времето тя среща определена пречка. Вълната може да я заобиколи. Но само в случаите, когато обектът е с по-малък размер от дължината на вълната (в най-лошия случай те са сравними). Да вземем за пример самолет. За да го открие, радио вълната на локатора не трябва да надвишава геометричния размер на летящото устройство (т.е. да е по-малко от 10 метра). Ако тялото го надхвърли, то може да отразява вълната. Но не е факт. Тук можете да си припомните проекта "Стелт" (невидим).