คลื่นวิทยุคืออะไร?

คลื่นวิทยุเป็นรูปแบบที่มองไม่เห็นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (EMR) ที่แตกต่างกันในความยาวคลื่นจากประมาณ 0.04 นิ้ว (หนึ่งมิลลิเมตร) ถึง 62,000 ไมล์ (100,000 กม.) ทำให้เป็นหนึ่งในช่วงที่กว้างที่สุดในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าวิทยุเป็นคำศัพท์ทั้งหมดที่อธิบาย EMR ทุกรูปแบบที่มีความยาวคลื่นยาวกว่า 0.04 นิ้ว (หนึ่งมิลลิเมตร) และความถี่ต่ำกว่า 300 GHzมันถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าซึ่งอาจเป็นผลมาจากกระแสไฟฟ้าหรือจากการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอะตอมและโมเลกุลรูปแบบของ EMR นี้มีความสำคัญต่อการสื่อสารของมนุษย์และใช้สำหรับโทรทัศน์วิทยุและโทรศัพท์มือถือเช่นเดียวกับในเรดาร์และดาราศาสตร์

วิธีการผลิตคลื่นวิทยุ

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดถือได้ว่าเป็นคลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นระลอกคลื่นในบ่อพวกมันจะเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งมักจะเป็นอิเล็กตรอนเปลี่ยนความเร็วหรือทิศทางการเคลื่อนที่สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธีเช่นการให้ความร้อนของอะตอมและโมเลกุลและการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของอิเล็กตรอนคลื่นที่สร้างขึ้นโดยเครื่องส่งสัญญาณวิทยุเป็นผลมาจากการไหลของกระแสไฟฟ้าความถี่และความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับปริมาณของพลังงานที่เกี่ยวข้องกับความถี่ที่สูงขึ้นและความยาวคลื่นที่สั้นกว่าซึ่งบ่งบอกถึงพลังงานที่สูงขึ้นหากการเปลี่ยนแปลงพลังงานมีขนาดค่อนข้างเล็กคลื่นวิทยุอาจถูกสร้างขึ้น

ใช้

การใช้คลื่นวิทยุที่รู้จักกันดีที่สุดคือการส่งภาพเสียงและข้อความในรูปแบบของสัญญาณ mdash;ความยาวคลื่นยาวของวิทยุช่วยให้สามารถหลีกเลี่ยงอุปสรรคและเดินทางไกลได้ซึ่งแตกต่างจากแสงที่มองเห็นได้และการแผ่รังสีความถี่ที่สูงขึ้นอื่น ๆคลื่นวิทยุที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 10 เมตรจะถูกดูดซึมโดยบรรยากาศคลื่นที่ยาวขึ้นเด้งไปมาระหว่างบรรยากาศรอบนอกและพื้นดินทำให้วิทยุเหมาะสำหรับการส่งผ่านขอบฟ้าความถี่ต่ำสุดใช้สำหรับการสื่อสารกับเรือดำน้ำเนื่องจากพลังงานต่ำ mdash;สำหรับการลักลอบ mdash;และพลังการเจาะสูงความถี่ที่ต่ำกว่าเหล่านี้สามารถพิจารณาได้ว่ามีเบสมากขึ้นซึ่งหมายความว่าพวกเขาเจาะทะลุต่อไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านสื่อหนาเช่นน้ำ

เพื่อส่งข้อมูลด้วยคลื่นวิทยุมันจะต้องมีการเข้ารหัสในทางใดทางหนึ่งมีสองวิธีหลักที่เรียกว่าการมอดูเลตแอมพลิจูด (AM) และการปรับความถี่ (FM)ใน AM ข้อมูลจะถูกเข้ารหัสโดยการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดหรือความสูงของคลื่นในขณะที่วิธี FM เกี่ยวข้องกับการใช้การเปลี่ยนแปลงความถี่ในการพกพาข้อมูลรูปแบบของแอมพลิจูดหรือความถี่ที่แตกต่างกันจะถูกถอดรหัสโดยที่พวกเขาได้รับเพื่อทำซ้ำข้อมูลดั้งเดิมซึ่งอาจเป็นภาพเสียงหรือข้อความด้วยวิธีนี้ข้อมูลที่ซับซ้อนสามารถส่งผ่านระยะทางไกลได้อย่างถูก

ดาราศาสตร์วิทยุเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจจักรวาลเนื่องจากการมีเมฆของก๊าซและฝุ่นในกาแลคซีมีขีด จำกัด ของปริมาณข้อมูลที่สามารถรับได้โดยใช้แสงที่มองเห็นได้หรือความถี่ที่สูงขึ้นของ EMRอย่างไรก็ตามคลื่นวิทยุสามารถผ่านอุปสรรคเหล่านี้และสิ่งที่ได้เรียนรู้เกี่ยวกับการตกแต่งภายในของกาแลคซีได้ผ่านการวิเคราะห์แหล่งวิทยุธรรมชาตินักดาราศาสตร์ยังสามารถตรวจจับการแผ่รังสีจากบิ๊กแบงเองซึ่งเนื่องจากการขยายตัวของจักรวาลได้ถูกยืดออกจากความถี่เริ่มต้นที่สูงมากในช่วงไมโครเวฟ mdash;สิ่งนี้เรียกว่ารังสีพื้นหลังของจักรวาล (CMB)

ผลกระทบต่อสุขภาพ

ความกังวลได้รับการยกขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบที่เป็นไปได้ต่อสุขภาพของการสัมผัสกับคลื่นวิทยุโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไมโครเวฟที่ใช้โดยโทรศัพท์มือถือและเรดาร์เมื่อการแผ่รังสีความถี่วิทยุถูกดูดซึมโดยเนื้อเยื่อมันอาจทำให้เกิดความร้อนการเปิดรับแสงปกติไม่ได้คิดว่าจะทำให้เกิดปัญหาใด ๆ แต่อยู่ใกล้กับเครื่องส่งสัญญาณเรดาร์ที่ทรงพลังอาจเป็นอันตรายได้เลนส์ของดวงตามีความไวต่อความเสียหายโดยเฉพาะอย่างยิ่งความร้อนและการสัมผัสกับรังสีไมโครเวฟมากเกินไปอาจนำไปสู่ต้อกระจกนอกจากนี้ยังมีความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบระยะยาวของการใช้โทรศัพท์มือถือบ่อยครั้ง แต่ในปี 2013 การศึกษาทางคลินิกยังสรุปไม่ได้

ประวัติ

คลื่นวิทยุถูกทำนายครั้งแรกในปี 1865 โดย James Clerk Maxwell ผู้ซึ่งมาพร้อมกับสมการสำหรับแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งต่อมาเรียกว่าสมการ Maxwellsในขณะที่ทำงานเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กไฟฟ้าและแสงเขาตระหนักว่ารูปแบบอื่น ๆ ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นด้านบนและต่ำกว่าช่วงที่มองเห็นได้เป็นไปได้การมีอยู่ของรังสีความยาวคลื่นต่ำแสดงให้เห็นถึงการทดลอง 22 ปีต่อมาในปี 1887 เมื่อเฮ็นเฮิร์ตซ์สร้างคลื่นวิทยุในห้องแล็บของเขาภายในไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาพวกเขาถูกใช้อย่างกว้างขวางสำหรับการส่งข้อมูลGuglielmo Marconi และ Nikola Tesla ทั้งคู่ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้บุกเบิกยุคแรก ๆ ในด้านวิทยุ แต่ Marconi จดสิทธิบัตรระบบโทรเลขไร้สายแรกในปี 1896