Învață despre radiația electromagnetică, generarea și captarea undelor radio


Nu mulți știu că dacă faci în așa fel încât să miști electronii pe un fir metalic, tu generezi un curent electric ce va genera un câmp magnetic și, în schimb, vei genera unde electromagnetice în acest fel. Chiar și curentul electric aleternativ ce trece prin firele casei sau prin orașe generează unde electromagnetice cu lungime de undă de vreo 300 de metri.

În cursul Physics C10 – Chapter 9 – Invisible Light filmat la Universitatea Berkeley, din California, SUA, profesorul Yuri Kolomensky ne prezintă spectrul electromagnetic, de la unde radio la unde gamma, cu atenție sporită pe generarea și captarea undelor radio. Vei vedea că dacă ai o antenă de care ai lipit un led și stai aproape de generatorul de unde radio (tot o antenă), vei vedea că acel bec se aprinde.

Din filmul de mai sus vei învăța cum funcționează un radio, ce este o antenă și de ce ai nevoie de turnuri radio, antene care să stea vertical și nu orizontal. Ei bine, ai nevoie ca antenele să stea vertical pentru că în lungul antenelor semnalul radio nu se transmite, ci doar perpendicular pe ele. Dacă stai sub antenă sau chiar deasupra semnalul radio va fi mult prea slab.

Punând antenele în plan vertical tu poți transmite peste tot în jur, dar nu chiar deasupra sau dedesubt. Stațiile radio FM sau AM, în special, sunt așa de mari pentru că ai nevoie de o antenă care este jumătate sau pe un sfert de lungime de undă pentru a genera acea lungime de undă.

Aici trebuie să fac o mică incursiune într-un calcul de bază al undelor electromagnetice. Undele electromagnetice au o limită de viteză, și anume viteza luminii, și au lungimea de undă invers proporțională cu frecvența. Adică, dacă ai lungime de undă mare, atunci sigur frecvența este mică.

Iată micul calcul ce ne interesează:
calcul-lungime-unda-frecventa-radiatie-electromagnetica (formula via MathURL)

λ – lambda – lungimea de undă a radiației electromagnetice
ν – niu – frecvența radiației electromagnetice
c – viteza luminii, aprox 300 000 000 m/s

Exemplu, să zicem că Pro Fm transmite în BRAȘOV pe 70.1 FM ori 70.1 MHz. Avem frecvența de 70.1 Mhz, știm viteza luminii c și descoperim că lungimea de undă a semnalului este: 4,28 metri. Cu alte cuvinte ar avea nevoie de o antenă generatoare de numai 1 metru (un sfert de lungime de undă) sau de 2 metri (jumătate de lungime de undă).

Este bun de știut că FM transmite în Mhz (87 – 108 MHz – Europa/Africa) iar AM în Khz (de la 126 Khz la 26 MHz), tocmai de aceea stațiile AM pot fi enorme.

Undele electromagnetice pot fi transmise și printr-un ghid de undă, adică un tub metalic prin care acestea vor circula. Un asemenea ghid de undă se folosește la cuptorul cu microunde când microundele sunt transmise de la magnetron, aparatul ce le generează, către camera de încălzire, acolo unde pui cafeaua să se încălzească. Doar unde cu lungimi de undă mai mică decât lațimea ghidului de undă pot fi transmise prin acest tub. Bun de știut.

Dat fiind că metalul nu poate fi străpuns de undele electromagnetice îți poți construi singur acasă o cușcă Faraday, un cub acoperit cu o rețea de sârme puse foarte aproape. Cușa Farday poate fi folosită pentru a ascunde radio-ul în ea când nu vrei să apeși pe butonul de închidere. Sau poți folosi o folie de aluminiu să îți ascunzi telefonul în ea când nu vrei să fii găsit.

Un alt ghid de undă este tocmai fibra optică. Undele electromagnetice, în acest caz lumina, sunt reflectate în interiorul fibrei optice și, teoretic, ai putea transmite și 100 TB de informație pe secundă prin ea.

Din filmul de mai sus vei afla și ce este blackbody radiation, un fenomen prin care orice corp ce are temperatură mai mare de 0 Kelvin emite radiație electromagnetică, mai precis radiație generată de căldura acelui corp.

Noi emitem pe la 1 KWh de energie infra-roșie și tocmai de aceea putem fi detectați de aparatele care văd în infra-roșu. Cu toate că emitem pe la 1 KWh de energie noi și absorbim pe la 900 Wh iar diferența ce o emitem este egală cu energia emisă de un bec de 100 de wați.

Urmărește și:
Cosmos: A Spacetime Odyssey -Hiding in the Light, prezentat de Neil deGrasse Tyson. Folosește Hola.org să vezi filmul din SUA. În acest episod Neil prezintă o istorie a luminii așa cum a fost cunoscută de cercetători de-a lungul mileniilor. Afli despre camera obscura, prisma, spectrul electromagnetic, linii de absorbție, astrofizică și multe altele.

No comments yet... Be the first to leave a reply!