Wat Zijn Radiogolven?

{h1}

Radiogolven zijn een soort elektromagnetische straling. Het bekendste gebruik van radiogolven is voor communicatie.

Radiogolven zijn een soort elektromagnetische straling, evenals microgolven, infraroodstraling, röntgenstralen en gammastraling. Het bekendste gebruik van radiogolven is voor communicatie; televisie, mobiele telefoons en radio's ontvangen allemaal radiogolven en zetten deze om in mechanische trillingen in de luidspreker om geluidsgolven te creëren die kunnen worden gehoord.

Elektromagnetische straling wordt overgedragen in golven of deeltjes met verschillende golflengten en frequenties. Dit brede bereik van golflengten staat bekend als het elektromagnetische (EM) spectrum. Het spectrum is in het algemeen verdeeld in zeven gebieden in volgorde van afnemende golflengte en toenemende energie en frequentie. De gebruikelijke aanduidingen zijn radiogolven, microgolven, infrarood (IR), zichtbaar licht, ultraviolet (UV), röntgenstralen en gammastraling.

Radiogolven hebben de langste golflengten in het EM-spectrum, volgens NASA, variërend van ongeveer 1 millimeter (0.04 inch) tot meer dan 100 kilometer (62 mijl). Ze hebben ook de laagste frequenties, van ongeveer 3000 cycli per seconde of 3 kilohertz (kHz) tot ongeveer 300 miljard hertz, of 300 gigahertz (GHz).

Ontdekking

De Schotse natuurkundige James Clerk Maxwell, die in de jaren 1870 een verenigde theorie van elektromagnetisme ontwikkelde, voorspelde het bestaan ​​van radiogolven. Een paar jaar later paste Heinrich Hertz, een Duitse fysicus, de theorieën van Maxwell toe op de productie en ontvangst van radiogolven. De eenheid van frequentie van een EM-golf - één cyclus per seconde - wordt de hertz genoemd, ter ere van hem.

Hertz gebruikte een vonkbrug bevestigd aan een inductiespoel en een aparte vonkbrug op een ontvangstantenne. Toen de golven die door de vonken van de zendspoel werden gecreëerd door de ontvangende antenne werden opgepikt, sprongen ook de vonken van de antenne. Hertz toonde in zijn experimenten aan dat deze signalen alle eigenschappen van elektromagnetische golven bezaten.

Banden met radiogolven

De nationale telecommunicatie- en informatiedienst verdeelt het radiospectrum in het algemeen in negen banden.

BandFrequentiebereikGolflengtebereik
Extreem lage frequentie (ELF)<3 kHz 100 km
Zeer lage frequentie (VLF)3 tot 30 kHz10 tot 100 km
Lage frequentie (LF)30 tot 300 kHz1 m tot 10 km
Gemiddelde frequentie (MF)300 kHz tot 3 MHz100 m tot 1 km
Hoge frequentie (HF)3 tot 30 MHz10 tot 100 m
Zeer hoge frequentie (VHF)30 tot 300 MHz1 tot 10 m
Ultrahoge frequentie (UHF)300 MHz tot 3 GHz10 cm tot 1 m
Super hoge frequentie (SHF)3 tot 30 GHz1 tot 1 cm
Extreem hoge frequentie (EHF)30 tot 300 GHz1 mm tot 1 cm

Volgens de Stanford VLF Group is de meest krachtige natuurlijke bron van ELF / VLF-golven op aarde bliksem. Golven geproduceerd door blikseminslag kunnen heen en weer stuiteren tussen de aarde en de ionosfeer, zodat ze de wereld rond kunnen reizen. Radiogolven worden ook geproduceerd door kunstmatige bronnen, waaronder elektrische generatoren, hoogspanningslijnen, apparaten en radiozenders. ELF-radio is nuttig vanwege het lange bereik en het vermogen om water en rotsen te penetreren voor communicatie met onderzeeërs en in mijnen en grotten. De draaggolffrequentie is echter vaak lager dan het frequentiebereik van hoorbaar geluid, dat wordt beschouwd als 20 tot 20.000 Hz. Om deze reden kan de ELF-radio niet snel genoeg worden gemoduleerd om geluid weer te geven. Daarom wordt de ELF-radio slechts langzaam gebruikt voor digitale gegevens.

LF- en MF-radiobanden omvatten marine- en luchtvaartradio, evenals commerciële AM-radio. De meeste radio in deze banden maakt gebruik van amplitudemodulatie (AM) om indruk te maken op een geluidssignaal op de radiodraaggolf. Het vermogen of de amplitude van het signaal wordt gevarieerd of gemoduleerd, met een snelheid die overeenkomt met de frequenties van een hoorbaar signaal zoals stem of muziek. AM-radio heeft een groot bereik, vooral 's nachts, maar is onderhevig aan interferentie die de geluidskwaliteit beïnvloedt. Als een signaal gedeeltelijk wordt geblokkeerd, wordt het volume van het geluid dienovereenkomstig verlaagd.

HF-, VHF- en UHF-banden omvatten FM-radio, uitgezonden televisiegeluid, openbare radio, mobiele telefoons en GPS. Deze banden gebruiken meestal frequentiemodulatie om indruk te maken op een audio- of gegevenssignaal op de draaggolf. In dit schema blijft de amplitude van het signaal constant terwijl de frequentie iets hoger of lager wordt gevarieerd met een snelheid en magnitude die overeenkomt met het audio- of gegevenssignaal. Dit resulteert in een betere signaalkwaliteit dan AM, omdat omgevingsfactoren de frequentie niet beïnvloeden op de manier waarop ze de amplitude beïnvloeden, en de ontvanger variaties in amplitude negeert zolang het signaal boven een minimumdrempel blijft.

Kortegolf radio

Kortegolfradio gebruikt frequenties in de HF-band, van ongeveer 1,7 MHz tot 30 MHz, volgens de National Association of Shortwave Broadcasters (NASB). Binnen dat bereik is het kortegolfspectrum verdeeld in verschillende segmenten, waarvan sommige zijn bestemd voor reguliere zendstations, zoals de Voice of America, de British Broadcasting Corporation en de Voice of Russia. Over de hele wereld zijn er honderden kortegolfstations, volgens de NASB. Ongeveer 25 private kortegolfstations hebben een vergunning van de Federal Communications Commission in de Verenigde Staten.

Kortegolfstations zijn duizenden kilometers lang te horen, omdat de signalen terugslaan van de ionosfeer en honderden of duizenden mijlen terugkomen vanaf hun punt van oorsprong, aldus de NASB.

FM-stereo

Naarmate tweekanaals stereomuziek aan populariteit won, nam ook de vraag naar stereoradio-uitzendingen toe. Eenkanaals (mono of mono) radio's werden echter al breed gebruikt en zouden dat waarschijnlijk ook in de nabije toekomst blijven. Het probleem was dan om een ​​systeem te maken dat stereomuziek kon produceren, maar nog steeds compatibel was met bestaande mono-ontvangers.

De methode die werd gehanteerd voor FM-stereo-uitzendingen was nogal geniaal. Ryan Giedd, een professor in de natuurkunde aan de Missouri State University, legde uit dat de zender de linker- en rechterkanalen combineert L + R en LR en zendt ze uit op licht verschillende frequenties, EEN en B. Een mono-ontvanger kan vastklikken EEN en hoor beide kanalen. Een stereo-ontvanger vergrendelt echter op beide frequenties en combineert EEN en B zoals EEN + B en EENB. Een kleine algebra laat dat zien EEN + B = (L + R) + (LR) = 2L, en EENB = (L + R) − (LR) = 2R, dus effectief scheiden van de linker- en rechterkanalen.

Hogere frequenties

SHF en EHF vertegenwoordigen de hoogste frequenties in de radioband en worden soms beschouwd als onderdeel van de microgolfband. Moleculen in de lucht hebben de neiging om deze frequenties te absorberen, wat hun bereik en toepassingen beperkt. Hun korte golflengten maken het echter mogelijk signalen in smalle bundels door antennes van parabolische schotels te richten, zodat ze effectief kunnen zijn voor korteafstandsverbindingen met hoge bandbreedte tussen vaste locaties. SHF, dat minder wordt beïnvloed door de lucht dan EHF, wordt gebruikt voor toepassingen met een kort bereik, zoals Wi-Fi, Bluetooth en draadloze USB. Ook hebben SHF-golven de neiging terug te kaatsen van objecten zoals auto's, boten en vliegtuigen, dus deze band wordt vaak gebruikt voor radar.

Astronomische bronnen

De ruimte wemelt van radiobronnen. Deze omvatten planeten, sterren, gas- en stofwolken, sterrenstelsels, pulsars en zelfs zwarte gaten. Deze bronnen stellen astronomen in staat om te leren over de beweging en de chemische samenstelling van deze bronnen, evenals de processen die deze emissies veroorzaken.

Volgens Robert Patterson, een professor in de astronomie aan de Missouri State University, gebruiken astronomen grote radiotelescopen om koude neutrale waterstofwolken in sterrenstelsels in kaart te brengen. Deze wolken zijn van bijzonder belang omdat ze op één lijn liggen langs de spiraalarmen van sterrenstelsels zoals de Melkweg, waardoor wetenschappers de structuur van de wolken in kaart kunnen brengen.

Specifieke radiofrequenties die overeenkomen met de resonantiefrequenties van gewone atomen en moleculen zijn gereserveerd door de FCC voor exclusief gebruik door radioastronomen om te voorkomen dat radiotransmitters interfereren met waarnemingen door extreem gevoelige radiotelescopen. Een lijst van deze frequenties is beschikbaar op de website van National Astronomy and Ionosphere Centre.

Volgens NASA combineren radioastronomen vaak verschillende kleinere telescopen of schotelen in een array om een ​​radio-opname met een hogere resolutie te maken. De radiotelescoop Very Large Array (VLA) in New Mexico bestaat bijvoorbeeld uit 27 antennes die zijn gerangschikt in een enorm "Y" -patroon tot 36 km aan de overkant.

Een radiotelescoop "ziet" de lucht heel anders dan in het zichtbare licht, aldus de NASA. In plaats van puntvormige sterren te zien, neemt zo'n telescoop verre pulsars, stervormingsgebieden en supernova-resten op.

Radiotelescopen kunnen ook quasars detecteren, wat een afkorting is voor quasi-stellaire radiobron. Een quasar is een ongelooflijk heldere galactische kern die wordt aangedreven door een superzwaar zwart gat. Quasars stralen energie breed uit over het EM-spectrum, maar de naam komt van het feit dat de eerste quasars die geïdentificeerd moeten worden vooral radio-energie uitstralen. Quasars zijn erg energiek; sommigen stoten 1000 keer zoveel energie uit als de hele Melkweg. De meeste quasars worden echter in zichtbaar licht geblokkeerd door stof in hun omringende sterrenstelsels.

Extra middelen

  • De Federal Communications Commission (FCC) publiceert een uitgebreide lijst van de toewijzing van radiospectrum en de goedgekeurde toepassingen voor elke band.
  • NASA's Mission Science legt radiogolven uit.
  • Hier is nog een pagina met frequenties die is toegewezen voor radioastronomie met meer gedetailleerde beschrijvingen.


Video Supplement: Radiogolven Radio Waves Dutch voice-over.




Onderzoek


10 Dingen Die De Opwarming Van De Aarde Niet Weerleggen
10 Dingen Die De Opwarming Van De Aarde Niet Weerleggen

Oceanen Versnellen De Smelten Van De Gletsjers Van Groenland
Oceanen Versnellen De Smelten Van De Gletsjers Van Groenland

Science Nieuws


The Science Of Music
The Science Of Music

Suikerhoudende Dranken Dood 184.000 Mensen Per Jaar
Suikerhoudende Dranken Dood 184.000 Mensen Per Jaar

Evolution Kan Agressieve En Zachtaardige Peuters Uitleggen
Evolution Kan Agressieve En Zachtaardige Peuters Uitleggen

Mmm... Chocoladecake! Waarom Sommige Mensen Worstelen Om Hunkeringen Te Weerstaan
Mmm... Chocoladecake! Waarom Sommige Mensen Worstelen Om Hunkeringen Te Weerstaan

Homo Zijn Is Natuurlijk: Vraag Het Gewoon Bonobo'S (Op-Ed)
Homo Zijn Is Natuurlijk: Vraag Het Gewoon Bonobo'S (Op-Ed)


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com