Vad är radiovågor?
Radiovågor är en osynlig form av elektromagnetisk strålning (EMR) som varierar i våglängden från cirka 0,04 tum (en millimeter) till över 62 000 miles (100 000 km), vilket gör det till ett av de bredaste intervallen i det elektromagnetiska spektrumet. "Radio" är en fångst-term som beskriver alla former av EMR med en våglängd längre än 0,04 tum (en millimeter) och en frekvens under 300 GHz. Det genereras av rörelse av elektrisk laddning, som kan vara resultatet av en elektrisk ström eller från slumpmässig rörelse av atomer och molekyler. Denna form av EMR är avgörande för mänsklig kommunikation och används för TV-, radio- och mobiltelefoner samt i radar och astronomi.
Hur radiovågor produceras
All elektromagnetisk strålning kan betraktas som vågor som undulerar genom ett elektromagnetiskt fält, som krusningar i ett damm. De produceras när en elektriskt laddad partikel, vanligtvis en elektron, ändrar dess hastighet eller rörelse. Detta kan hända på flera sätt,såsom uppvärmning av atomer och molekyler och förändringar i energinivåerna för elektroner; Vågorna som genereras av radiosändare är resultatet av flödet av elektrisk ström. Frekvensen och våglängden beror på mängden energi involverad, med högre frekvenser och kortare våglängder som indikerar högre energier. Om energiförändringen är relativt liten kan radiovågor produceras.
använder
Den mest kända användningen av radiovågor är att skicka bilder, ljud och text i form av signaler-radioens långa våglängd gör att den kan kringgå hinder och resa långa avstånd, till skillnad från synligt ljus och annan högre frekvensstrålning. Radiovågor med en våglängd på mindre än cirka 10 meter absorberas av atmosfären. Längre vågor studsar fram och tillbaka mellan jonosfären och marken, vilket gör radio idealisk för att överföra över horisonten. De lägsta frekvenserna används förKommunikation med ubåtar på grund av deras låga energi - för stealth - och hög penetrerande kraft. Dessa lägre frekvenser kan betraktas som mer "bas", vilket innebär att de tränger igenom ytterligare, särskilt genom tjocka medier som vatten.
För att skicka information med radiovågor måste den kodas på något sätt. Det finns två huvudmetoder, kända som amplitudmodulering (AM) och frekvensmodulering (FM). I AM kodas informationen genom att variera amplituden eller höjden av vågorna, medan FM -metoden innebär att man använder ändringar frekvensen för att bära data. Mönstren för olika amplituder eller frekvenser avkodas där de tas emot för att reproducera den ursprungliga informationen, som kan vara bilder, ljud eller text. På detta sätt kan komplex information överföras över långa avstånd billigt.
Radioastronomi är ett viktigt verktyg för att förstå universum. På grund av förekomsten av moln av gas och damm i galaxer finns det en gräns för mängden information THAT kan erhållas med hjälp av synligt ljus eller högre frekvenser av EMR. Radiovågor kan emellertid passera genom dessa hinder, och mycket av det som har lärt sig om galaxens interiörer har kommit genom analysen av naturliga radiokällor. Astronomer har också kunnat upptäcka strålningen från själva Big Bang, som på grund av universums expansion har sträckts ut från dess initiala mycket höga frekvenser i mikrovågsintervallet - detta kallas den kosmiska bakgrundsstrålningen (CMB).
hälsoeffekter
Problem har väckts om de möjliga effekterna på hälsan för exponering för radiovågor, särskilt de inom mikrovågsortimentet, som används av mobiltelefoner och radar. När radiofrekvensstrålning absorberas av vävnad kan det orsaka uppvärmning. Normal exponering tros inte orsaka problem, men att vara i närheten av en kraftfull radartransmitter kan vara potentiellt farligt. Ögonlinsen är särskilt mottaglig för dammenÅlder genom uppvärmning och överdriven exponering för mikrovågsstrålning kan potentiellt leda till grå starr. Det finns också oro över de långsiktiga effekterna av ofta användning av mobiltelefoner, men från och med 2013 har kliniska studier varit otydliga.
Historia
Radiovågor förutsågs först 1865 av James Clerk Maxwell, som kom med ekvationerna för elektromagnetism, senare känd som Maxwells ekvationer. När han arbetade med förhållandet mellan elektromagnetism och ljus, insåg han att andra former av elektromagnetisk strålning, med våglängder över och under det synliga området, var möjliga. Förekomsten av den lägre våglängdsstrålningen demonstrerades experimentellt 22 år senare, 1887, när Heinrich Hertz genererade radiovågor i sitt labb. Inom några decennier användes de allmänt för att överföra information. Guglielmo Marconi och Nikola Tesla är båda krediterade för att vara tidiga pionjärer i radioområdet, men Marconi patenterade de första trådlösa telegrafi SysTEM 1896.