Fale radiowe przenikają nasze ciała i każdy milimetr otaczającej nas przestrzeni. Bez nich nie sposób wyobrazić sobie życia współczesnego człowieka. Fale radiowe przeniknęły każdą dziedzinę naszego życia. Od ponad 100 lat są częścią naszego życia i bez nich nie sposób sobie wyobrazić istnienia człowieka.
Co to jest?
Fala radiowa - promieniowanie elektromagnetyczne, które rozchodzi się w kosmosie ze specjalną częstotliwością. Słowo „radio” pochodzi z łaciny – promień. Jedną z cech charakterystycznych fal radiowych jest częstotliwość drgań mierzona w hercach. Tak więc nosi imię niemieckiego naukowca, fizyka Heinricha Hertza. Otrzymał fale elektromagnetyczne i zbadał ich właściwości. Drgania fali i ich częstotliwość są ze sobą powiązane. Im wyższy ten ostatni, tym krótsze oscylacje.
Historia
Istnieje teoria, że fale radiowe powstały w momencie Wielkiego Wybuchu. I chociaż fale magnetyczne istniały zawsze, ludzkość odkryła je stosunkowo niedawno. W 1868 opisał je w swojej pracy Szkot James Maxwell. Następnie niemiecki fizyk Heinrich Hertz udowodnił teoretycznie ich istnienie. Stało się to w 1887 roku. Od tego czasu zainteresowanie falami magnetycznymi nie wygasło. Fale radiowe są badane w wielu wiodących instytutach na świecie.
Obszary zastosowania fal radiowych są rozległe - są to radio i radar, telewizja, teleskopy, radary, kuchenki mikrofalowe i wszelkiego rodzaju łączność bezprzewodowa. Są szeroko stosowane w kosmetologii. Internet, telewizja i telefonia - wszelka współczesna komunikacja jest niemożliwa bez fal magnetycznych.
Rozszerzone zastosowania fal radiowych
To dzięki badaniu tego zjawiska możemy przesyłać informacje na odległość. Fale radiowe są generowane, gdy przez przewodnik przepływa prąd elektryczny o wysokiej częstotliwości. Wielu naukowców przypisuje sobie zasługę wynalezienia radia. I prawie w każdym kraju jest taki geniusz, któremu zawdzięczamy ten wyjątkowy wynalazek. W naszym kraju uważa się, że jednym z wynalazców był Aleksander Stiepanowicz Popow.
Wynalezienie radia rozpoczęło się od radiodyrygenta Edwarda Branly'ego w 1890 roku. Ten francuski naukowiec stworzył swoje urządzenie w oparciu o pomysł Heinricha Hertza, który polegał na tym, że gdy fala elektromagnetyczna uderza w urządzenie radiowe, powstaje iskra. Do odbioru sygnału wykorzystano instrument Branly. Pierwszym, który przetestował to urządzenie na 40 metrach, był Anglik Oliver Lodge w 1894 roku. Alexander Popov poprawił odbiornik Lodge'a. Stało się to w 1895 roku.
Telewizja
Wykorzystanie fal radiowych w telewizji działa na tej samej zasadzie. Wieże telewizyjne wzmacniają i przesyłają sygnał do telewizorów i już przetwarzają je na obraz. Podobnie wygląda wykorzystanie fal radiowych w komunikacji komórkowej. Wymagana jest tylko gęstsza sieć wież retroseror. Tewieże to stacje bazowe, które transmitują i odbierają sygnały od abonenta.
Technologia Wi-Fi, która została opracowana w 1991 roku, jest obecnie szeroko rozpowszechniona. Jej praca stała się możliwa po zbadaniu właściwości fal radiowych, a ich zastosowanie znacznie się rozszerzyło.
To radar, który daje wyobrażenie o tym, co dzieje się na ziemi, na niebie i morzu oraz w kosmosie. Zasada działania jest prosta – fala radiowa transmitowana przez antenę odbija się od przeszkody i powraca jako sygnał. Komputer przetwarza je i podaje dane o wielkości obiektu, prędkości ruchu i kierunku.
Rady są również używane na drogach od 1950 roku do monitorowania prędkości pojazdów. Wynikało to z rosnącej liczby samochodów na drogach i koniecznej kontroli nad nimi. Radar to urządzenie do zdalnego określania prędkości poruszającego się pojazdu. Policja doceniła wygodę korzystania z tego urządzenia i kilka lat później radary znalazły się na wszystkich drogach świata. Każdego roku te urządzenia były modyfikowane, ulepszane i dziś istnieje ogromna liczba typów. Są one podzielone na dwie grupy: laser i „Doppler”.
Właściwości fal radiowych
Fale radiowe mają ciekawe funkcje:
- jeśli fala radiowa rozchodzi się w medium innym niż powietrze, to pochłania energię;
- trajektoria fali jest zakrzywiona, jeśli znajduje się w niejednorodnym ośrodku i jest nazywana załamaniemfale radiowe;
- w jednorodnej kuli fale radiowe rozchodzą się w linii prostej z prędkością zależną od parametrów ośrodka i towarzyszy im spadek gęstości strumienia energii wraz ze wzrostem odległości;
- kiedy fale radiowe przemieszczają się z jednego ośrodka do drugiego, są odbijane i załamywane;
- dyfrakcja jest właściwością fali radiowej, która pozwala ominąć napotkaną na swojej drodze przeszkodę, ale jest tu jeden warunek konieczny - wielkość przeszkody musi być współmierna do długości fali.
Rodzaje fal
Fale radiowe są podzielone na trzy kategorie: krótkie, średnie i długie. Do pierwszych należą fale o długości od 10 do 100 m, co pozwala na tworzenie anten kierunkowych. Mogą być naziemne i jonosferyczne. Zastosowanie krótkich fal radiowych stwierdzono w komunikacji i nadawania na duże odległości.
Długość fal średnich waha się zwykle od 100 do 1000 m. Charakterystyczne dla nich częstotliwości to 526-1606 kHz. Wykorzystanie średnich fal radiowych jest realizowane w wielu kanałach nadawczych w Rosji.
Długa to fala o długości od 1000 do 10 000 m. Wszystko powyżej tych liczb nazywa się falami ultradługimi. Fale te mają niskie właściwości pochłaniania podczas przechodzenia przez ląd i morze. Dlatego główne zastosowanie długich fal radiowych znajduje się w komunikacji podwodnej i podziemnej. Ich szczególną właściwością jest odporność na prąd elektryczny.
Wniosek
Na koniec warto zauważyć, że badania nad falami radiowymi trwają do dziś. I być może przyniesie ludziom o wiele więcej niespodzianek.
