Τα ραδιοκύματα είναι μια αόρατη μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (EMR) που ποικίλλει σε μήκος κύματος από περίπου 0.04 ίντσες (ένα χιλιοστό) έως πάνω από 62,000 μίλια (100,000 km), καθιστώντας το ένα από τα μεγαλύτερα εύρη στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Το “Radio” είναι ένας γενικός όρος που περιγράφει όλες τις μορφές EMR με μήκος κύματος μεγαλύτερο από 0.04 ίντσες (ένα χιλιοστό) και συχνότητα κάτω των 300 GHz. Παράγεται από την κίνηση του ηλεκτρικού φορτίου, το οποίο μπορεί να προκύψει από ηλεκτρικό ρεύμα ή από τυχαία κίνηση ατόμων και μορίων. Αυτή η μορφή EMR είναι ζωτικής σημασίας για τις ανθρώπινες επικοινωνίες και χρησιμοποιείται για τηλεόραση, ραδιόφωνο και κινητά τηλέφωνα, καθώς και σε ραντάρ και αστρονομία.
Πώς παράγονται τα ραδιοκύματα
Όλη η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπορεί να θεωρηθεί ως κύματα που κυματίζουν μέσα από ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, όπως οι κυματισμοί σε μια λίμνη. Παράγονται όταν ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο, συνήθως ένα ηλεκτρόνιο, αλλάζει την ταχύτητα ή την κατεύθυνση της κίνησής του. Αυτό μπορεί να συμβεί με διάφορους τρόπους, όπως θέρμανση ατόμων και μορίων και αλλαγές στα ενεργειακά επίπεδα των ηλεκτρονίων. τα κύματα που δημιουργούνται από τους ραδιοπομπούς προκύπτουν από τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Η συχνότητα και το μήκος κύματος εξαρτώνται από την ποσότητα ενέργειας που εμπλέκεται, με τις υψηλότερες συχνότητες και τα μικρότερα μήκη κύματος να υποδηλώνουν υψηλότερες ενέργειες. Εάν η μεταβολή της ενέργειας είναι σχετικά μικρή, ενδέχεται να παραχθούν ραδιοκύματα.
μπορείτε να χρησιμοποιήσετε
Η πιο γνωστή χρήση των ραδιοκυμάτων είναι η αποστολή εικόνων, ήχου και κειμένου με τη μορφή σημάτων — το μεγάλο μήκος κύματος του ραδιοφώνου του επιτρέπει να παρακάμπτει εμπόδια και να ταξιδεύει μεγάλες αποστάσεις, σε αντίθεση με το ορατό φως και άλλες ακτινοβολίες υψηλότερης συχνότητας. Τα ραδιοκύματα με μήκος κύματος μικρότερο από περίπου 10 μέτρα απορροφώνται από την ατμόσφαιρα. Μεγαλύτερα κύματα αναπηδούν εμπρός και πίσω μεταξύ της ιονόσφαιρας και του εδάφους, καθιστώντας το ραδιόφωνο ιδανικό για μετάδοση στον ορίζοντα. Οι χαμηλότερες συχνότητες χρησιμοποιούνται για επικοινωνία με υποβρύχια, λόγω της χαμηλής ενέργειάς τους — για stealth — και της υψηλής διεισδυτικής τους ισχύος. Αυτές οι χαμηλότερες συχνότητες μπορεί να θεωρηθεί ότι έχουν περισσότερα «μπάσα», που σημαίνει ότι διεισδύουν περαιτέρω, ειδικά μέσω παχύρρευστων μέσων όπως το νερό.
Για να στείλετε πληροφορίες με ραδιοκύματα, πρέπει να κωδικοποιηθούν με κάποιο τρόπο. Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι, γνωστές ως διαμόρφωση πλάτους (AM) και διαμόρφωση συχνότητας (FM). Στο AM, οι πληροφορίες κωδικοποιούνται μεταβάλλοντας το πλάτος ή το ύψος των κυμάτων, ενώ η μέθοδος FM περιλαμβάνει τη χρήση αλλαγών της συχνότητας για τη μεταφορά δεδομένων. Τα μοτίβα διαφορετικών πλατών ή συχνοτήτων αποκωδικοποιούνται όπου λαμβάνονται για την αναπαραγωγή των αρχικών πληροφοριών, που μπορεί να είναι εικόνες, ήχοι ή κείμενο. Με αυτόν τον τρόπο, πολύπλοκες πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν σε μεγάλες αποστάσεις φθηνά.
Η ραδιοαστρονομία είναι ένα ζωτικό εργαλείο για την κατανόηση του σύμπαντος. Λόγω της ύπαρξης νεφών αερίου και σκόνης στους γαλαξίες, υπάρχει όριο στην ποσότητα των πληροφοριών που μπορούν να ληφθούν χρησιμοποιώντας ορατό φως ή υψηλότερες συχνότητες EMR. Τα ραδιοκύματα, ωστόσο, μπορούν να περάσουν μέσα από αυτά τα εμπόδια, και πολλά από όσα έχουν μάθει για το εσωτερικό των γαλαξιών προέρχονται από την ανάλυση φυσικών ραδιοπηγών. Οι αστρονόμοι μπόρεσαν επίσης να ανιχνεύσουν την ακτινοβολία από την ίδια τη Μεγάλη Έκρηξη, η οποία, λόγω της διαστολής του σύμπαντος, έχει τεντωθεί από τις αρχικές πολύ υψηλές συχνότητες στην περιοχή μικροκυμάτων — αυτή είναι γνωστή ως κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB ).
Επιπτώσεις στην υγεία
Έχουν εκφραστεί ανησυχίες σχετικά με τις πιθανές επιπτώσεις στην υγεία από την έκθεση σε ραδιοκύματα, ιδιαίτερα σε αυτά της περιοχής μικροκυμάτων, που χρησιμοποιούνται από κινητά τηλέφωνα και ραντάρ. Όταν η ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων απορροφάται από τον ιστό, μπορεί να προκαλέσει θέρμανση. Η κανονική έκθεση δεν θεωρείται ότι προκαλεί προβλήματα, αλλά το να βρίσκεστε σε κοντινή απόσταση από έναν ισχυρό πομπό ραντάρ μπορεί να είναι δυνητικά επικίνδυνο. Ο φακός του ματιού είναι ιδιαίτερα ευαίσθητος σε βλάβη από τη θέρμανση και η υπερβολική έκθεση στην ακτινοβολία μικροκυμάτων θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε καταρράκτη. Υπάρχει επίσης ανησυχία για τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της συχνής χρήσης κινητών τηλεφώνων, αλλά από το 2013, οι κλινικές μελέτες ήταν ασαφείς.
Η Ιστορία Μας
Τα ραδιοκύματα προβλέφθηκαν για πρώτη φορά το 1865 από τον James Clerk Maxwell, ο οποίος βρήκε τις εξισώσεις για τον ηλεκτρομαγνητισμό, αργότερα γνωστές ως εξισώσεις Maxwell. Ενώ εργαζόταν για τη σχέση μεταξύ ηλεκτρομαγνητισμού και φωτός, συνειδητοποίησε ότι άλλες μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, με μήκη κύματος πάνω και κάτω από το ορατό εύρος, ήταν δυνατές. Η ύπαρξη της ακτινοβολίας χαμηλότερου μήκους κύματος αποδείχθηκε πειραματικά 22 χρόνια αργότερα, το 1887, όταν ο Heinrich Hertz δημιούργησε ραδιοκύματα στο εργαστήριό του. Μέσα σε λίγες δεκαετίες, χρησιμοποιήθηκαν ευρέως για τη μετάδοση πληροφοριών. Ο Γκουλιέλμο Μαρκόνι και ο Νίκολα Τέσλα πιστώνονται και οι δύο ως πρώτοι πρωτοπόροι στον τομέα του ραδιοφώνου, αλλά ο Μαρκόνι κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το πρώτο ασύρματο σύστημα τηλεγραφίας το 1896.