На відміну від інших моїх статей, в цій немає моїх власних досліджень. Я просто описав, що таке радіохвилі. Гомініди будуть мати змогу дізнатися трошки про радіохвилі в цій статті, щоб розуміти інші мої статті про це.
Теорія розповсюдження електромагнітних хвиль
Єдиний можливий спосіб передавати інформацію на великі відстані безпровідно - це електромагнітні хвилі. Електромагнітні хвилі рухаються прямо по нашому простору, їм для цього не потрібна середа розповсюдження. Вони рухаються як в вакуумі, так і скрізь повітря або іншу матерію.
Окрім електромагнітних хвиль також існують гравітаційні хвилі. Але людство ще не навчилось їх використовувати. Нічого більше нам не відомо. Ще існують звукові хвилі, але вони існують на макрорівні, вони дуже повільні, іх радіус розповсюдження не такий великий. Людству для якісного безпровідного зв’язку доступне тільки одне - електромагнітні хвилі.
Електромагнітні хвилі розповсюджуються зі швидкістю світла. А що таке світло? Світло - це теж електромагнітні хвилі. Електромагнітні хвилі розрізняються по довжині, світло - це один із діапазонів довжин електромагнітних хвиль. Але існує ще один цікавий діапазон - радіохвилі.
Радіохвилі дуже зручно використовувати на нашій планеті для передачі інформації. Радіохвилі безперешкодно проходять через повітря та інші неметалеві перешкоди. Антену для радіохвиль можна зробити із будь-кого шматка заліза (або іншого металу). Радіохвилі можна використовувати для передачі інформації на будь-якій відстані, навіть на іншу сторону планети.
Вайфай, телефони, блютуз, рації, радіо, телебачення використовують радіохвилі. І це єдине, що можна використовувати для цих задач. Інші діапазони електромагнітних хвиль не можуть проходити скрізь будівлі, дерева та інші перешкоди рельєфу, якщо взагалі пройдуть через атмосферу нашої планети.
Щоб створити електромагнітну хвилю, нам потрібні: металевий матеріал (провідник) і електричний струм. Подаємо електричний струм на провідник. Від цього навколо провідника виникає електромагнітне поле. Це поле починає розповсюджуватись в усі сторони - це і є електромагнітна хвиля.
Провідник, який призначений створювати електромагнітні хвилі називається антеною. Найпростішу антену можна зробити із звичайного мідного проводу. Антени можуть також ловити хвилі, тобто працювати в зворотню сторону.
Щоб електромагнітна хвиля була радіохвилею, треба електричний струм подавати на антену на певний проміжок часу. Це дозволить створити хвилю певної довжини, а нам потрібен саме радіо діапазон. Радіо діапазон становить від 0,00001 до 10000000000 метрів. Оскільки швидкість хвилі це швидкість світла, тоді час подачі струму буде таким, щоб хвиля від антени встигла зрушити на певну відстань.
Наприклад, щоб створити хвилю довжиною один метр, нам потрібно подати струм на антену на 0.0000000033 секунду. Один метр ділимо на швидкість світла (300000000 метрів в секунду) і отримаємо час.
Ультракороткі хвилі
Хвиля з довжиною один метр - це теж радіохвиля, бо вона входить в радіо діапазон. Радіо діапазон в свою чергу теж ділиться на під-діапазони. Радіохвилі з довжиною до 10 метрів називаються ультракороткими.
Ультракороткі хвилі мають декілька цікавих особливостей. Вони безперешкодно проходять через повітря навіть під час поганих погодних умов. Не потребують великих антен. Проте вони не можуть проходити скрізь землю, тому обмеженні рельєфом і горизонтом землі. Рації, які люди тримають на рівні своїх грудей, можуть передавати сигнал на відстань до 15 кілометрів, але це за умови рівного рельєфу. Якщо підняти антену вище, тоді сигнал можна передати далі. Мобільні вишки досягають радіуса ефективної роботи до 30км. А сигнал літака можна піймати за сотні кілометрів, тому що він не так сильно ховається за горизонтом.
Переважна більшість приладів працюють в ультракороткому діапазоні. Він просто зручний для використання на поверхні нашої планети. Короткі хвилі теж можна використовувати, але вони погано працюють в погану погоду і потребують антени від полуметра й більше.
Чим довше радіохвиля, тим більше треба антена. Довжина антени дорівнює довжині хвилі поділити на два. Наприклад, для короткої хвилі довжиною два метра треба антена розміром в один метр. Із чого витікає такий закон - я не знаю. Якщо дізнаюся, напишу потім.
Для ультракоротких хвиль антени можуть бути дуже маленькими, що дозволяє використовувати їх в сучасних дрібних гаджетах. Тому все найцікавіше знаходиться в сантиметрових і міліметрових діапазонах радіохвиль.
Частоти
Частота - це кількість коливань радіохвилі за одну секунду. Частота напряму витікає із довжини радіохвилі. Частота дорівнює швидкості світла поділеної на довжину радіохвилі. Наприклад, радіохвиля з довжиною один метр має частоту 300000000/1 = 300000000 Гц = 30МГц. Частота вимірюється в герцах, де один герц - це одна подія за секунду.
На практиці радіохвилі розрізняють саме по частоті, а не по довжині. Хоча ці два параметра взаємозамінні. Не знаю, з чим це пов’язано, можливо, просто так сталося історично.
Нагадую, що ультракороткі хвилі - це хвилі з довжиною меньше 10 метрів. В частотах це буде відповідно від 3МГц і більше.
Людство домовилось між собою різні діапазони частот використовувати під різні задачі, щоб не заважати один одному. В Україні це закріплено на законодавчому рівні. Наприклад, радіостанції використовують діапазон від 70МГц до 130МГц, а мобільна мережа використовує від 400МГц до 480МГц.