Radijski valovi so nevidna oblika elektromagnetnega sevanja (EMR), ki se spreminja v valovni dolžini od približno 0.04 palca (en milimeter) do več kot 62,000 milj (100,000 km), zaradi česar je eden najširših razponov v elektromagnetnem spektru. “Radio” je vsestranski izraz, ki opisuje vse oblike EMR z valovno dolžino, daljšo od 0.04 palca (en milimeter) in frekvenco pod 300 GHz. Ustvarja se s gibanjem električnega naboja, ki je lahko posledica električnega toka ali naključnega gibanja atomov in molekul. Ta oblika EMR je ključnega pomena za človeško komunikacijo in se uporablja za televizijo, radio in mobilne telefone, pa tudi v radarju in astronomiji.
Kako se proizvajajo radijski valovi
Vse elektromagnetno sevanje lahko obravnavamo kot valove, ki valovajo skozi elektromagnetno polje, kot valovanje v ribniku. Nastanejo, ko električno nabit delec, običajno elektron, spremeni svojo hitrost ali smer gibanja. To se lahko zgodi na več načinov, kot so segrevanje atomov in molekul ter spremembe energijskih nivojev elektronov; valovi, ki jih ustvarjajo radijski oddajniki, so posledica toka električnega toka. Frekvenca in valovna dolžina sta odvisni od količine vključene energije, pri čemer višje frekvence in krajše valovne dolžine kažejo na višje energije. Če je energijska sprememba sorazmerno majhna, lahko nastanejo radijski valovi.
uporabljate
Najbolj znana uporaba radijskih valov je pošiljanje slik, zvoka in besedila v obliki signalov – dolga valovna dolžina radia omogoča, da zaobide ovire in potuje na dolge razdalje, za razliko od vidne svetlobe in drugega visokofrekvenčnega sevanja. Radijske valove z valovno dolžino manj kot približno 10 metrov absorbira atmosfera. Daljši valovi se odbijajo naprej in nazaj med ionosfero in tlemi, zaradi česar je radio idealen za oddajanje čez obzorje. Najnižje frekvence se uporabljajo za komunikacijo s podmornicami zaradi njihove nizke energije – za prikritost – in velike prodorne moči. Za te nižje frekvence se lahko šteje, da imajo več »basov«, kar pomeni, da prodirajo dlje, zlasti skozi goste medije, kot je voda.
Za pošiljanje informacij z radijskimi valovi jih je treba na nek način kodirati. Obstajata dve glavni metodi, znani kot amplitudna modulacija (AM) in frekvenčna modulacija (FM). Pri AM so informacije kodirane s spreminjanjem amplitude ali višine valov, medtem ko metoda FM vključuje uporabo sprememb frekvence za prenos podatkov. Vzorci različnih amplitud ali frekvenc se dekodirajo, kjer jih prejmejo za reprodukcijo izvirnih informacij, ki so lahko slike, zvoki ali besedilo. Na ta način se lahko kompleksne informacije poceni prenašajo na velike razdalje.
Radijska astronomija je ključno orodje za razumevanje vesolja. Zaradi obstoja oblakov plina in prahu v galaksijah obstaja omejitev količine informacij, ki jih je mogoče pridobiti z uporabo vidne svetlobe ali višjih frekvenc EMR. Radijski valovi pa lahko gredo skozi te ovire in veliko tega, kar smo izvedeli o notranjosti galaksij, je prišlo z analizo naravnih radijskih virov. Astronomom je uspelo zaznati tudi sevanje samega velikega poka, ki se je zaradi širjenja vesolja raztegnil iz svojih začetnih zelo visokih frekvenc v mikrovalovno območje – to je znano kot kozmično sevanje ozadja (CMB ).
Učinki na zdravje
Pojavljajo se pomisleki glede možnih učinkov na zdravje izpostavljenosti radijskim valovom, zlasti tistim v mikrovalovnem območju, ki jih uporabljajo mobilni telefoni in radarji. Ko tkivo absorbira radiofrekvenčno sevanje, lahko povzroči segrevanje. Običajna izpostavljenost naj ne bi povzročala težav, vendar je lahko v neposredni bližini močnega radarskega oddajnika potencialno nevarno. Očesne leče so še posebej občutljive na poškodbe zaradi segrevanja, pretirana izpostavljenost mikrovalovnemu sevanju pa lahko vodi do sive mrene. Obstaja tudi zaskrbljenost zaradi dolgoročnih učinkov pogoste uporabe mobilnih telefonov, vendar od leta 2013 klinične študije niso bile prepričljive.
Zgodovina
Radijske valove je leta 1865 prvič napovedal James Clerk Maxwell, ki je pripravil enačbe za elektromagnetizem, pozneje znane kot Maxwellove enačbe. Med delom na razmerju med elektromagnetizmom in svetlobo je spoznal, da so možne tudi druge oblike elektromagnetnega sevanja z valovnimi dolžinami nad in pod vidnim območjem. Obstoj sevanja nižje valovne dolžine je bil eksperimentalno dokazan 22 let pozneje, leta 1887, ko je Heinrich Hertz v svojem laboratoriju ustvaril radijske valove. V nekaj desetletjih so bili široko uporabljeni za prenos informacij. Guglielmo Marconi in Nikola Tesla sta zaslužna kot zgodnja pionirja na področju radia, vendar je Marconi leta 1896 patentiral prvi brezžični telegrafski sistem.