Hvad er radiobølger?

Radiobølger er en usynlig form for elektromagnetisk stråling (EMR), der varierer i bølgelængde fra ca. 0,04 inches (en millimeter) til over 62.000 miles (100.000 km), hvilket gør det til et af de bredeste intervaller i det elektromagnetiske spektrum.Radio er et fangstudtryk, der beskriver alle former for EMR med en bølgelængde længere end 0,04 tommer (en millimeter) og en frekvens under 300 GHz.Det genereres af bevægelsen af elektrisk ladning, som kan være resultatet af en elektrisk strøm eller fra tilfældig bevægelse af atomer og molekyler.Denne form for EMR er afgørende for menneskelig kommunikation og bruges til tv, radio og mobiltelefoner såvel som i radar og astronomi.

Hvordan radiobølger produceres

Alle elektromagnetiske stråling kan betragtes som bølger, der bølger gennem enElektromagnetisk felt, som krusninger i en dam.De produceres, når en elektrisk ladet partikel, normalt en elektron, ændrer dens hastighed eller bevægelsesretning.Dette kan ske på flere måder, såsom opvarmning af atomer og molekyler og ændringer i energiniveauet for elektroner;Bølgerne genereret af radiosendere er resultatet af strømmen af elektrisk strøm.Hyppigheden og bølgelængden afhænger af mængden af involverede energi med højere frekvenser og kortere bølgelængder, der indikerer højere energier.Hvis energiændringen er relativt lille, kan radiobølger produceres.

bruger

Den bedst kendte brug af radiobølger er at sende billeder, lyd og tekst i form af signaler mdash;Radioer lang bølgelængde giver det mulighed for at omgå hindringer og rejse lange afstande, i modsætning til synligt lys og anden højere frekvensstråling.Radiobølger med en bølgelængde på mindre end ca. 10 meter absorberes af atmosfæren.Længere bølger hopper frem og tilbage mellem ionosfæren og jorden, hvilket gør radioen ideel til transmission over horisonten.De laveste frekvenser bruges til kommunikation med ubåde på grund af deres lave energi mdash;til stealth mdash;og høj gennemtrængende kraft.Disse lavere frekvenser kan anses for at have mere bas, hvilket betyder, at de trænger yderligere, især gennem tykke medier som vand.

For at sende information med radiobølger skal det kodes på en eller anden måde.Der er to hovedmetoder, kendt som amplitude -modulation (AM), og frekvensmodulation (FM).I AM kodes information ved at variere amplituden eller højden af bølgerne, mens FM -metoden involverer at bruge ændringer frekvensen til at transportere data.Mønstrene for forskellige amplituder eller frekvenser afkodes, hvor de modtages for at gengive de originale oplysninger, som kan være billeder, lyde eller tekst.På denne måde kan komplekse oplysninger overføres over lange afstande billigt.

Radioastronomi er et vigtigt værktøj til at forstå universet.På grund af eksistensen af skyer af gas og støv i galakser er der en grænse for mængden af information, der kan opnås ved hjælp af synligt lys eller højere frekvenser af EMR.Radiobølger kan imidlertid passere gennem disse hindringer, og meget af det, der er blevet lært om interiøret i galakser, er kommet gennem analysen af naturlige radiokilder.Astronomer har også været i stand til at detektere strålingen fra selve Big Bang, som på grund af udvidelsen af universet er strækket ud fra dets oprindelige meget høje frekvenser ind i mikrobølgeområdet mdash;Dette er kendt som den kosmiske baggrundsstråling (CMB).

Sundhedseffekter

Bekymringer er blevet rejst om de mulige effekter på sundheden for eksponering for radiobølger, især dem i mikrobølgeområdet, der bruges af mobiltelefoner og radar.Når radiofrekvensstrålingen absorberes af væv, kan den forårsage opvarmning.Normal eksponering menes ikke at forårsage problemer, men at være i nærheden af en kraftig radartransmitter kan være potentielt farlig.Øjens linse er især modtagelig for skader ved opvarmning ogOverdreven eksponering for mikrobølgestråling kan potentielt føre til grå stær.Der er også bekymring for de langsigtede virkninger af hyppig brug af mobiltelefoner, men fra 2013 har kliniske undersøgelser været uomgængelige.

Historie

Radiobølger blev først forudsagt i 1865 af James Clerk Maxwell, der kom med ligningerneFor elektromagnetisme, senere kendt som Maxwells ligninger.Mens han arbejdede med forholdet mellem elektromagnetisme og lys, indså han, at andre former for elektromagnetisk stråling med bølgelængder over og under det synlige interval var mulige.Eksistensen af den nedre bølgelængde -stråling blev demonstreret eksperimentelt 22 år senere, i 1887, da Heinrich Hertz genererede radiobølger i sit laboratorium.Inden for et par årtier blev de vidt brugt til transmission af information.Guglielmo Marconi og Nikola Tesla krediteres begge med at være tidlige pionerer inden for radioområdet, men Marconi patenterede det første trådløse telegrafisystem i 1896.