Radijo bangos yra nematoma elektromagnetinės spinduliuotės (EMR) forma, kurios bangos ilgis svyruoja nuo maždaug 0.04 colio (vieno milimetro) iki daugiau nei 62,000 100,000 mylių (0.04 300 km), todėl tai yra vienas plačiausių elektromagnetinio spektro diapazonų. „Radijas“ yra bendras terminas, apibūdinantis visas EMR formas, kurių bangos ilgis yra didesnis nei XNUMX colio (vienas milimetras), o dažnis mažesnis nei XNUMX GHz. Jis susidaro dėl elektros krūvio judėjimo, kuris gali atsirasti dėl elektros srovės arba dėl atsitiktinio atomų ir molekulių judėjimo. Ši EMR forma yra labai svarbi žmonių komunikacijai ir naudojama televizijai, radijui ir mobiliuosiuose telefonuose, taip pat radare ir astronomijoje.
Kaip sukuriamos radijo bangos
Visa elektromagnetinė spinduliuotė gali būti laikoma bangomis, kurios banguoja per elektromagnetinį lauką, kaip bangavimas tvenkinyje. Jie susidaro, kai elektra įkrauta dalelė, dažniausiai elektronas, keičia savo greitį arba judėjimo kryptį. Tai gali įvykti įvairiais būdais, pavyzdžiui, kaitinant atomams ir molekulėms bei pasikeitus elektronų energijos lygiams; radijo siųstuvų generuojamos bangos atsiranda dėl elektros srovės tekėjimo. Dažnis ir bangos ilgis priklauso nuo naudojamos energijos kiekio, o aukštesni dažniai ir trumpesni bangos ilgiai rodo didesnę energiją. Jei energijos pokytis yra palyginti mažas, gali atsirasti radijo bangų.
Naudoja
Geriausiai žinomas radijo bangų panaudojimas yra vaizdų, garso ir teksto siuntimas signalų pavidalu – radijo bangos ilgis leidžia apeiti kliūtis ir nukeliauti didelius atstumus, skirtingai nei matoma šviesa ir kita aukštesnio dažnio spinduliuotė. Radijo bangas, kurių bangos ilgis mažesnis nei maždaug 10 metrų, sugeria atmosfera. Ilgesnės bangos atsimuša pirmyn ir atgal tarp jonosferos ir žemės, todėl radijas idealiai tinka transliuoti horizonte. Žemiausi dažniai naudojami ryšiui su povandeniniais laivais dėl mažos energijos – slaptumo – ir didelės prasiskverbimo galios. Manoma, kad šie žemesni dažniai turi daugiau „boso“, o tai reiškia, kad jie prasiskverbia toliau, ypač per storas terpes, tokias kaip vanduo.
Norint siųsti informaciją radijo bangomis, ji turi būti tam tikru būdu užkoduota. Yra du pagrindiniai metodai, žinomi kaip amplitudės moduliacija (AM) ir dažnio moduliacija (FM). AM, informacija koduojama keičiant bangų amplitudę arba aukštį, o FM metodas apima dažnio keitimą duomenims perduoti. Skirtingų amplitudių ar dažnių modeliai iššifruojami ten, kur jie gaunami, kad būtų atkurta pirminė informacija, kuri gali būti vaizdai, garsai ar tekstas. Tokiu būdu sudėtinga informacija gali būti perduodama dideliais atstumais pigiai.
Radijo astronomija yra gyvybiškai svarbi visatos supratimo priemonė. Dėl to, kad galaktikose yra dujų ir dulkių debesų, informacijos, kurią galima gauti naudojant matomą šviesą arba aukštesnius EMR dažnius, kiekis yra ribotas. Tačiau radijo bangos gali prasiskverbti pro šias kliūtis, o daug kas buvo sužinota apie galaktikų vidų, gauta analizuojant natūralius radijo šaltinius. Astronomai taip pat sugebėjo aptikti paties Didžiojo sprogimo spinduliuotę, kuri dėl visatos plėtimosi iš savo pradinių labai aukštų dažnių buvo ištempta į mikrobangų diapazoną – tai žinoma kaip kosminė foninė spinduliuotė (CMB). ).
Poveikis sveikatai
Buvo susirūpinta dėl galimo mobiliųjų telefonų ir radarų radijo bangų poveikio sveikatai, ypač mikrobangų diapazone. Kai radijo dažnio spinduliuotę sugeria audiniai, ji gali sukelti kaitinimą. Manoma, kad įprasta ekspozicija nesukelia problemų, tačiau buvimas arti galingo radaro siųstuvo gali būti pavojingas. Akies lęšiukas yra ypač jautrus kaitinimui, o per didelis mikrobangų spinduliuotės poveikis gali sukelti kataraktą. Taip pat nerimaujama dėl ilgalaikio dažno mobiliojo telefono naudojimo padarinių, tačiau 2013 m. klinikiniai tyrimai nebuvo įtikinami.
Istorija
Pirmą kartą radijo bangas 1865 m. numatė Jamesas Clerkas Maxwellas, sukūręs elektromagnetizmo lygtis, vėliau žinomas Maksvelo lygtimis. Dirbdamas ties elektromagnetizmo ir šviesos ryšiu, jis suprato, kad galimos ir kitos elektromagnetinės spinduliuotės formos, kurių bangos ilgiai viršija ir žemiau matomo diapazono. Mažesnio bangos ilgio spinduliuotės egzistavimas buvo eksperimentiškai įrodytas po 22 metų, 1887 m., kai Heinrichas Hertzas savo laboratorijoje generavo radijo bangas. Per kelis dešimtmečius jie buvo plačiai naudojami informacijai perduoti. Guglielmo Marconi ir Nikola Tesla yra pripažinti pirmaisiais radijo pradininkais, tačiau Marconi užpatentavo pirmąją belaidžio telegrafo sistemą 1896 m.