Домет радио таласа и њихово ширење

Радио таласи су врста електромагнетног таласа. Њихово постојање 1864. године предвидио је британски математичар, механичар и физичар Јамес Цлерк Маквелл. Његове речи су биле истините и потпуно у складу са реалношћу. Који је опсег радио таласа?

Шта је Маквелл предложио?

Сумирајући расположиве резултате истраживања који су изведени прије њега и који су утјецали на поље магнетних и електричних поља, научник је дошао на идеју да су варијабле међусобно генериране по пољима. Како је Магнетска поља могу створити електрични и обрнуто. У почетку, нешто је креирано од стране спољног извора, а онда изазива појаву свог партнера. Након тога, чини се да се одвајају од постојећег изворног извора и могу се даље ширити у простору. Узимајући облик електромагнетних таласа. Али он није могао експериментално да потврди своју теорију.

Екпериментс Хертз

Први пут су теоријске позиције доказане 1887. године. Направио га је немачки физичар Хеинрицх Рудолф Хертз. Оно што је интересантно, узимајући овај експеримент, није се сложио са Маквеллом, већ напротив, он је веровао да је научник погрешио. У стварности, електромагнетски таласи не постоје. Али како да се уверим у то? Према Маквелловој теорији, осцилујуће електричне честице су извор за таласе. У ту сврху коришћен је једноставан склоп. Састојао се од индуктора и кондензатора. Радијатор електромагнетног таласа треба да буде електрично пражњење које се десило између две месингане кугле постављене на крајевима металних шипки. У пилот постројењу, они су играли улогу кондензатора, тако да су били раздвојени малим размаком. Иако су шипке биле спојене индукционом завојницом. Куглице су се директно користиле за акумулирање електричних набоја.

И како су прошли његови експерименти?

Веома је важно знати како се одвија ширење радио-таласа различитих опсега. Неколико метара од првог круга био је други. Нису били повезани ни на који начин. Други круг је био отворени жичани прстен са месинганим куглицама на крајевима и искришта. Исто као у првом. Ово је конструкција најједноставнијег резонатора. Овај уређај вам омогућава да ухватите електромагнетне таласе. У одређеним тренуцима између куглица примарног круга исклизнуло је искрење. Научник је закључио следеће: ако нема таласа, онда они не би требало да се појављују у резонатору. Међутим, током експеримента утврђено је да се струја појављује и између кугли другог круга. Дакле, постоје електромагнетни таласи. Енергија се може преносити без жица. Хертз је извео низ експеримената, који су на крају потврдили теорију коју је изнио Маквелл. Он је такође открио да је брзина њиховог ширења у светлу једнака светлости (фотони). Штавише, утврђено је да их карактерише исто понашање, као и њихова послушност законима преламања и рефлексије. Али није знао како да примени такво знање у пракси. И веровао је да је открио бескорисни феномен.

Колико је лоше било Хертз

Затим је из електромагнетних осцилација идентификован низ радио таласа који се користе за пренос радио сигнала. Замислите да је савремени свет без њега веома тежак. И то не изненађује, јер су нам отворили широке могућности. Током практичних експеримената, утврђено је да се ширење у вакууму одвија брзином која је једнака свјетлости. Само је потребно разликовати њихову дужину (фреквенцију). Треба напоменути да не постоји јасна граница. Један тип електромагнетног таласа може да тече глатко у други. Најједноставнија класификација разликује гама, рендген, инфрацрвено зрачење, видљиво светло и радио таласе. Ево последњег и најзанимљивијег. До данас постоје бројне и разноврсне радио таласне дужине. Према међународним споразумима, њихов цео спектар био је подељен на следеће групе: дециметар, милиметар, центиметар, дециметар, метар, дециметар, хектометар, километар и мириметар. Да видимо шта све ово представља сваки специфични фреквентни опсег радио таласа.

Разред класификације

Ако долазите с друге стране, можете одабрати ултракратке, средње и супердаљинске валове. Често се разматра комбиновани систем класификације:

1. Милиметарски таласи. Имајте дужину од милиметра до центиметра. Њихова фреквенција се креће од 30 до 300 ГХз. Класификован је као изузетно висок. Валови овог типа користе се у радио астрономији, радару и за комуникацију у простору.
2. Ултрасхорт ваве. Њихова дужина се креће од 1 цм до 10 м. Дакле, ако је таласна дужина до 10 цм, а фреквенција је у опсегу од 3 до 30 ГХз, онда се називају центиметар. Користе се за пренос података преко сателита у сателитским комуникационим каналима ради пружања Ви-Фи мрежа. Ако је таласна дужина од 10 центиметара до једног метра, онда имају фреквенцију од 300-3000 МХз. Можете их упознати када користите радио, мобилне телефоне, радио комуникације, телевизију, радио комуникације. Зову се дециметарски таласи. И последња група: укључује оне чија је дужина од 1 до 10 м. По правилу, користе се за радиодифузију, радио комуникацију и телевизију на кратким удаљеностима.
3. Кратки таласи Они обухватају све што је у опсегу од 10 до 100 м. Њихова научна ознака је децаметер.
4. Средњи таласи. Они се крећу од 100 м до 1 км. Научна ознака - хецтаметер.
5. Лонг вавес. Заузимају интервал од 1 до 10 км. Научна ознака - километар.
6. Супер дуги таласи. То укључује све што је више од 10 километара. Овдје је потребно уочити присутност унутрашњег одвајања. Дакле, ту су мириаметровие (од 10 до 100 км), хекто-километар (од 100 до 1000 км), мегаметровие (од 1000 до 10.000 км), дециметријске (од 10.000 до 100.000 км).

Валови из тачака 3, 4 и 5 се широко користе у емитовању, као и за успостављање радио сесија. Иако ово није граница. Тако се представници тачке број 6 користе да би били у контакту са подморницама.

И одвојено вреди размотрити дециметарске таласе

То су све, чија дужина варира од 0,1 мм до 1 мм. Зашто одвојено распоређени радио таласи? Таласна дужина даје низ специфичних својстава. За почетак, треба напоменути да се они често називају субмилиметар. Овај тип електромагнетног зрачења заузима фреквенцијски спектар између инфрацрвеног и милиметарског опсега. Али има и занимљиву имовину. Наиме, он обухвата опсег од милиметара, центиметара и дециметарских радио таласа. Међутим, због својих специфичних својстава, примењује се само у безбедносним системима и медицини. Дакле, за разлику од добро познатог рендгенског зрачења, дециметарски таласи су безбедни за људско тело. Због тога се користе за скенирање органа људског тела. Они се такође користе на аеродромима за проверу путничког пртљага. Са тачке гледишта физике, њихово тачно име је терахерц валови. То је због њихове високе фреквенције, која је у распону од 10 ¹¹ -10 ¹³ Хз.

Одабране нијансе

То је разматрало, шта се креће од радио таласа. Сада се морате фокусирати на детаље. А прва ствар коју треба споменути је фреквенција. Овај индикатор показује колико пута у секунди се мења правац електричне струје у радијатору. И, сходно томе, број промена у одређеној тачки у простору величине електромагнетског поља. Мења се у херц (Хз).

Која је практична употреба фреквенције?

Ако постоји 1 херц, онда се каже да талас изводи једну осцилацију у секунди. И шта се, на пример, дешава на фреквенцији од 1 мегахерца? Да, милион вибрација у секунди! Која је практична примена овог знања? Знамо да електромагнетски таласи путују брзином светлости. Због тога је могуће израчунати удаљеност између појединих тачака простора како би магнетно (електрично) поље било у истој фази. Назива се таласна дужина. Ова вредност се израчунава према следећој формули: 299.79 / Фреквенција електромагнетног зрачења у МХз. Чак и без извођења израчуна из ове формуле, видимо да ће на фреквенцији од 1 МХз, таласна дужина бити око 300 м. Овдје се опажа дијаметрално супротна тенденција. Што је већа фреквенција, то је краћа дужина и обрнуто.

Комуникација

Фреквенција директно утиче на то који опсег радио таласа може примити антену одређеног уређаја. Електромагнетно зрачење може слободно пролазити кроз простор или зрак. Али кад једном упозна металну жицу, антену или неко друго слично тело, он преноси пренесену енергију. То узрокује измјеничну електричну струју. Треба напоменути да се сва енергија не апсорбује. Део се рефлектује са површине и враћа се или расипа у простору. По овом принципу, радар је изграђен.

Како могу да заобиђу препреке?

Ово је веома интересантна особина коју поседују радио таласи. Распон таласа овде игра важну улогу. Када се зрачење шири, током времена наилази на одређену препреку. Талас може да га заобиђе. Али само у случајевима када је објекат мањих димензија од таласне дужине (у најгорем случају, они су упоредиви). Размотрите пример авиона. Ради откривања, радио талас локатора не смије прелазити геометријску величину летећег уређаја (то јест, бити мањи од 10 метара). Ако га тело превазиђе, онда може да рефлектује талас. Али није чињеница. Овдје се можете сјетити пројекта "Стеалтх" (невидљив).