Шкала электромагнитных волн

Шкала электромагнитных волнУсловия излучения и поглощения волн Источником электромагнитных волн вдействительности может быть любой электрический колебательный контур илипроводник, по которому течет переменный электрический ток, так как длявозбуждения электромагнитных волн необходимо создать в пространстве переменноеэлектрическое поле ток смещения или соответственно переменное магнитное поле.Однако излучающая способность источника определяется его формой, размерами

ичастотой колебаний. Чтобы излучение играло заметную роль, необходимо увеличитьобъем пространства, в котором переменное электромагнитное поле создаетсяПоэтому для получения электромагнитных волн непригодны закрытые колебательныеконтуры, так как в них электрическое поле сосредоточено между обкладкамиконденсатора, а магнитное - внутри катушки индуктивности.Герцв своих опытах, уменьшая число витков катушки и площадь пластин конденсатора, атакже раздвигая их рис.2 а,б , совершил переход от закрытого колебательногоконтура

к открытому колебательному контуру вибратору Герца , представляющемусобой два стержня, разделенных искровым промежутком рис. 2, в . Если взакрытом колебательном контуре переменное электрическое тюле сосредоточеновнутри конденсатора рис. 2, с , то в открытом оно заполняет окружающее контурпространство рис.2,а , что существенно повышает интенсивностьэлектромагнитного излучения. Колебания в такой системе поддерживаются за счетисточника э. д. с , подключенного к обкладкам конденсатора,

а искровойпромежуток применяется для того, чтобы увеличить разность потенциалов, докоторой первоначально заряжаются обкладки.Длявозбуждения электромагнитных волн вибратор Герца 8 подключался к индуктору И рис. 3 . Когда напряжение на искровом промежутке достигало пробивногозначении, возникала искра, закорачивающая обе половины вибратора, и в немвозникали свободные затухающие колебания. При исчезновении искры контурразмыкался и колебания прекращались.

Затем индуктор снова заряжал конденсатор,возникала искра и в контуре опять наблюдались колебания и т. д. Для регистрацииэлектромагнитных волн Герц пользовался вторым вибратором, называемымрезонатором Р, имеющим такую же частоту собственных колебаний, что и излучающийвибратор, т. е. настроенным в резонанс с вибратором Когда электромагнитныеволны достигали резонатора, то в его зазоре проскакивала электрическая искра.Спомощью описанного вибратора Герц достиг частот порядка 100

МГц и получилволны, длина я7l которых составляла примерно 3 м. П. Н. Лебедев, применяяминиатюрный вибратор из тонких платиновых стерженьков, получил миллиметровыеэлектромагнитные волны с я7l 6-4мм.Электромагнитныеволны, электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве с конечнойскоростью, зависящей от свойств среды. В вакууме скорость распространенияэлектромагнитной волны cя7 300 000 км c скорость света . В однородныхизотропных средах направления напряж нностей электрических

Е и магнитных Н полей электромагнитных волн перпендикулярны друг другу и направлениюраспространения волны, т. е. электромагнитные волны являются поперечной. Вкаждой точке пространства колебания Е и Н происходят в одной фазе. Сувеличением расстояния R от источника Е и Н убывают как 1 R такое медленноеубывание полей осуществить посредством электромагнитных волн связь на большихрасстояниях

радиосвязь, оптич. связь .Радиоволны это электромагнитные волны, служащие для передачи сигналов информации нарасстояние без проводов. Радиоволны создаются высокочастотными токами, текущимив антенне.Врадиоволнах переменные электрическое и магнитное поля тесно взаимосвязаны,образуя электромагнитное поле.Радиоволныразличной длины распространяются по разному.Длятого, чтобы понять это, рассмотрим рис. 1, где показан земной шар и передающаяантенна в увеличенном

виде. На высоте от 40 до 500 км над Землей находитсяионосфера. Она состоит из очень разреженных воздушных частиц, которые наддействием солнечной радиации ионизированы. Степень этой ионизации зависит отмногих факторов день, ночь, лето, зима и т. д которые влияют на прохождениерадиоволн. Например, днем концентрация ионов больше и в ионосфере формируетсянесколько слоев, а ночью концентрация уменьшается, и эти слои выражены слабее.Главное свойство ионосферы - это возможность, благодаря наличию

заряженныхчастиц, отражать радиоволны определенной длины волны.Длинныеволны сильно поглощаются ионосферой и поэтому основное значение имеют приземныеволны, которые распространяются, огибая землю. Поскольку они распространяются внизких и плотных слоях атмосферы, их интенсивность уменьшается сравнительнобыстро по мере удаления от передатчика. Поэтому длинноволновые передатчикидолжны иметь большую мощность.

Средниеволны днем сильно поглощаются ионосферным слоем D и район действия определяетсятолько приземной волной. Вечером однако они хорошо отражаются ионосферой ирайон действия определяется отраженной волной рис . 1 . Поэтому средневолновыепередатчики принимаются вечером лучше и дальше, чем днем.Короткиеволны распространяются исключительно посредством отражения ионосферой, поэтомуоколо передатчика

существует т. н. зона молчания рис. 1 . Короткие волны могутраспространяться на большие расстояния при малой мощности передатчика.Например, в подходящее время суток с помощью любительского коротковолновогопередатчика мощностью 50 Вт по телеграфному коду можно установить прочную связьмеж Болгарией и Австралией. Добавим еще, что днем лучшее прохождение имеют наиболеекороткие короткие волны напр. 21 и 28 Гц , а ночью лучшераспространяются более длинные короткие волны напр.

3,5 и 7 МГц .По этой причине любительское КВ передатчики, как правило, работают нанескольких диапазонах, т. е. в зависимости от обстоятельств могут работать наразличных частотах, определяемых международной конвенцией для радиолюбительскойдеятельности.Ультракоро ткиеволны распространяются только по прямой как свет и, как правило, неотражаются ионосферой. Поэтому передающие антенны для УКВ монтируются наспециальных башнях, построенных на соответствующих высотах.

На УКВ диапазонеработают телевидение, радиотелефоны, пункты скорой помощи, машины такси и пр имеющие район действия 10 50 км.Рис.3