Was sind Radiowellen?
Funkwellen sind eine unsichtbare Form der elektromagnetischen Strahlung (EMR), die die Wellenlänge von etwa 0,04 Zoll (einen Millimeter) bis zu über 62.000 Meilen (100.000 km) variiert, was es zu einem der breitesten Bereiche im elektromagnetischen Spektrum macht. "Radio" ist ein Catch-All-Begriff, der alle Formen von EMR mit einer Wellenlänge länger als 0,04 Zoll (einem Millimeter) und einer Frequenz unter 300 GHz beschreibt. Es wird durch die Bewegung der elektrischen Ladung erzeugt, die sich aus einem elektrischen Strom oder aus der zufälligen Bewegung von Atomen und Molekülen ergeben kann. Diese Form von EMR ist entscheidend für die menschliche Kommunikation und wird für Fernseh-, Radio- und Mobiltelefone sowie für Radar und Astronomie verwendet.
Alle elektromagnetischen Strahlung können als Wellen angesehen werden, die durch ein elektromagnetisches Feld wie Wellen in einem Teich wellen lassen. Sie werden erzeugt, wenn ein elektrisch geladenes Teilchen, normalerweise ein Elektron, seine Geschwindigkeit oder Bewegungsrichtung ändert. Dies kann auf verschiedene Arten passieren,wie Erwärmung von Atomen und Molekülen und Veränderungen der Energieniveaus von Elektronen; Die von Funksendern erzeugten Wellen resultieren aus dem Strom des elektrischen Stroms. Die Frequenz und Wellenlänge hängen von der Menge an Energie ab, wobei höhere Frequenzen und kürzere Wellenlängen höhere Energien anzeigen. Wenn die Energieänderung relativ gering ist, können Funkwellen erzeugt werden.
verwendet
Die bekannteste Verwendung von Funkwellen besteht darin, Bilder, Audio und Text in Form von Signalen zu senden. Die lange Wellenlänge des Radios ermöglicht es, Hindernisse zu umgehen und lange Strecken zu fahren, im Gegensatz zu sich selbst und anderer Strahlung mit höherer Frequenz. Funkwellen mit einer Wellenlänge von weniger als etwa 10 Metern werden von der Atmosphäre absorbiert. Längere Wellen springen zwischen der Ionosphäre und dem Boden hin und her und machen das Funk ideal zum Senden über den Horizont. Die niedrigsten Frequenzen werden für verwendetKommunikation mit U -Booten aufgrund ihrer geringen Energie - für Stealth - und der hohen durchdringenden Kraft. Diese niedrigeren Frequenzen können mehr "Bass" haben, was bedeutet, dass sie weiter durchdringen, insbesondere durch dicke Medien wie Wasser.
Um Informationen nach Radiowellen zu senden, muss es in irgendeiner Weise codiert werden. Es gibt zwei Hauptmethoden, die als Amplitudenmodulation (AM) und Frequenzmodulation (FM) bekannt sind. In AM werden Informationen kodiert, indem die Amplitude oder Höhe der Wellen variiert, während die FM -Methode die Verwendung der Frequenz zum Tragen von Daten beinhaltet. Die Muster verschiedener Amplituden oder Frequenzen werden dekodiert, wo sie empfangen werden, um die ursprünglichen Informationen zu reproduzieren, die Bilder, Klänge oder Text sein können. Auf diese Weise können komplexe Informationen über lange Strecken billig übertragen werden.
Radioastronomie ist ein wichtiges Instrument zum Verständnis des Universums. Aufgrund der Existenz von Gas- und Staubwolken in Galaxien ist die Menge an Informationen t begrenzt tHut kann unter Verwendung von sichtbarem Licht oder höherer EMR -Frequenzen erhalten werden. Funkwellen können jedoch diese Hindernisse durchlaufen, und ein Großteil des Erlerntens der Innenräume von Galaxien hat die Analyse natürlicher Funkquellen entstanden. Astronomen konnten auch die Strahlung aus dem Urknall selbst erkennen, der aufgrund der Ausdehnung des Universums von seiner anfänglichen sehr hohen Frequenzen in den Mikrowellenbereich ausgestreckt wurde - dies ist als kosmische Hintergrundstrahlung (CMB) bekannt.
Gesundheitseffekte
Bedenken wurden über die möglichen Auswirkungen auf die Gesundheit der Exposition gegenüber Funkwellen, insbesondere diejenigen im Mikrowellenbereich, die von Mobiltelefonen und Radar verwendet werden. Wenn die Funkfrequenzstrahlung von Gewebe absorbiert wird, kann sie zu Erheizungen führen. Es wird nicht angenommen, dass eine normale Exposition Probleme verursacht, aber es kann möglicherweise gefährlich sein, in unmittelbarer Nähe eines leistungsstarken Radarsenders zu stehen. Die Augenlinse ist besonders anfällig für DammDas Alter durch Erhitzen und eine übermäßige Exposition gegenüber Mikrowellenstrahlung können möglicherweise zu Katarakten führen. Es gibt auch Bedenken hinsichtlich der langfristigen Auswirkungen häufiger Mobiltelefonnutzung, aber ab 2013 waren klinische Studien nicht schlüssig.
Geschichte
Radiowellen wurden erstmals 1865 von James Clerk Maxwell vorhergesagt, der die Gleichungen für Elektromagnetismus entwickelte, die später als Maxwells Gleichungen bekannt sind. Während er an der Beziehung zwischen Elektromagnetismus und Licht arbeitete, erkannte er, dass andere Formen der elektromagnetischen Strahlung mit Wellenlängen über und unter dem sichtbaren Bereich möglich waren. Die Existenz der niedrigeren Wellenlängenstrahlung wurde 22 Jahre später, 1887, experimentell nachgewiesen, als Heinrich Hertz in seinem Labor Funkwellen erzeugte. Innerhalb weniger Jahrzehnte wurden sie häufig zur Übertragung von Informationen verwendet. Guglielmo Marconi und Nikola Tesla werden beide zugeschrieben, frühe Pioniere im Bereich des Radios zu sein, aber Marconi patentierte das erste drahtlose Telegraphie -SystemTEM im Jahr 1896.