Wat zijn Radio Waves?

Radiogolven zijn een onzichtbare vorm van elektromagnetische straling (EMR), dat varieert in de golflengte van ongeveer 0,04 inch (een millimeter) tot meer dan 62.000 mijl (100.000 km), waardoor het een van de breedste assortimenten in het elektromagnetische spectrum. "Radio" is een containerbegrip waarin alle vormen van EMR met een golflengte van meer dan 0,04 inch (een millimeter) en een frequentie van minder dan 300 GHz. Het wordt gegenereerd door de beweging van elektrische lading, die kan voortvloeien uit een elektrische stroom of van de willekeurige beweging van atomen en moleculen. Deze vorm van EMR is cruciaal voor menselijke communicatie, en wordt gebruikt voor televisie, radio en mobiele telefoons, maar ook in radar astronomie.

Hoe Radio Waves worden geproduceerd

Alle elektromagnetische straling kan worden beschouwd als golven die golven door een elektromagnetisch veld, als rimpels in een vijver. Ze worden geproduceerd wanneer een elektrisch geladen deeltje, meestal een elektron verandert de snelheid of richting van beweging. Dat kan op verschillende manieren, zoals verwarming van atomen en moleculen, en veranderingen in de energieniveaus van elektronen; de golven gegenereerd door radiozenders gevolg van de elektrische stroom. De frequentie en golflengte afhankelijk van de hoeveelheid energie betrokken bij hogere frequenties en kortere golflengten aangeeft hogere energieën. Als de energie verandering betrekkelijk klein is, kan radiogolven worden geproduceerd.

Toepassingen

De bekendste gebruik van radiogolven is om beelden, audio en tekst te sturen in de vorm van signalen - lange golflengte radio's maakt het mogelijk om obstakels te omzeilen en lange afstanden afleggen, in tegenstelling tot zichtbaar licht en andere hogere frequentie straling. Radiogolven met een golflengte van minder dan ongeveer 10 meter worden geabsorbeerd door de atmosfeer. Langere golven stuiteren heen en weer tussen de ionosfeer en de grond, waardoor radio ideaal voor het verzenden van over de horizon. De laagste frequenties worden gebruikt voor communicatie met onderzeeërs, vanwege hun lage energie - stealth - en hoog doordringend vermogen. Deze lagere frequenties kan worden beschouwd als meer hebben "bass", wat betekent dat ze doordringen verder, vooral door dik media zoals water.

Om informatie via radiogolven verzenden moet worden gecodeerd op een bepaalde manier. Er zijn twee manieren, bekend als amplitudemodulatie (AM) en frequentiemodulatie (FM). In AM wordt informatie gecodeerd door het variëren van de amplitude of hoogte van de golven, terwijl de FM werkwijze omvat het gebruik verandert de frequentie data te vervoeren. De patronen van verschillende amplitudes en frequenties worden gedecodeerd, waar ze worden ontvangen tot de oorspronkelijke informatie te reproduceren, die beelden kan zijn, geluiden of tekst. Op deze manier kunnen complexe informatie goedkoop worden verzonden over lange afstanden.

Radioastronomie is een essentieel instrument voor het universum te begrijpen. Vanwege het bestaan ​​van wolken van gas en stof in melkwegstelsels, er een grens aan de hoeveelheid informatie die kan worden verkregen met behulp zichtbaar licht of hogere frequenties van EMR. Radiogolven, echter kunnen passeren deze obstakels, en veel van wat is geleerd over de interieurs van sterrenstelsels is gekomen door de analyse van de natuurlijke radio-bronnen. Astronomen hebben ook in staat geweest om de straling te detecteren vanaf de oerknal zelf, die, als gevolg van de uitdijing van het heelal, is uitgestrekt vanaf de oorspronkelijke zeer hoge frequenties in de magnetron bereik - dit staat bekend als de kosmische achtergrondstraling (CMB ).

Gevolgen voor de gezondheid

Er is bezorgdheid geuit over de mogelijke effecten op de gezondheid van blootstelling aan radiogolven, met name die in de magnetron bereik, gebruikt door mobiele telefoons en radar. Wanneer radiofrequente straling wordt geabsorbeerd door het weefsel, kan het verwarmen leiden. Normale belichting zou evenwel geen enkel probleem, maar in de nabijheid van een krachtige radarzender kan gevaarlijk zijn. De lens van het oog is bijzonder gevoelig voor beschadiging door verhitting en overmatige blootstelling aan microgolfstraling zou kunnen leiden tot staar. Er is ook bezorgdheid over de lange-termijn effecten van veelvuldig gebruik van mobiele telefoons, maar vanaf 2013, hebben klinische studies niet overtuigend.

Geschiedenis

Radiogolven werden voor het eerst voorspeld in 1865 door James Clerk Maxwell, die kwam met de vergelijkingen voor het elektromagnetisme, later bekend als de vergelijkingen van Maxwell. Tijdens het werken aan de relatie tussen elektromagnetisme en lichte realiseerde hij zich dat andere vormen van elektromagnetische straling met golflengten boven en onder het zichtbare bereik, mogelijk waren. Experimenteel 22 jaar later werd het bestaan ​​van de lagere golflengte straling aangetoond, in 1887, toen Heinrich Hertz opgewekte radiogolven in zijn lab. Binnen een paar decennia, waren ze veel gebruikt voor het verzenden van informatie. Guglielmo Marconi en Nikola Tesla zijn beide gecrediteerd met het zijn pioniers op het gebied van radio, maar Marconi patent op de eerste draadloze telegrafie systeem in 1896.

  • Vliegtuigen zoals de Lockheed Martin F-22 Raptor zijn ontworpen om te absorberen en verspreiden radiogolven in plaats van stuiteren ze terug op een samenhangende manier te radarontvangers.
  • Natuurkundige James Clerk Maxwell, die kwam met de theorie van het elektromagnetisme, voorspelde radiogolven.
  • Radiotelescopen gebruiken radiogolven voor het detecteren en meten van objecten in de ruimte.
  • Radio en radarsystemen van een oorlogsschip worden meestal gemonteerd op de mast.
  • Radiogolven in het elektromagnetische spectrum.