Новости

Teoría de la onda de radio: FIGBEZ / HABR

imagen.

Creo que todos retorcieron el mango de la radio, cambiando entre "VHF", "DV", "SV" y escuchó el siseo de los altavoces.

Pero además de descifrar cortes, no todos entienden que se esconde detrás de estas cartas.

Acercémonos más cerca de la teoría de la onda de radio.

Onda de radio
imagen.

La longitud de onda (λ) es la distancia entre las crestas adyacentes de las olas.

La amplitud (A) es la desviación máxima del valor promedio con el movimiento oscilatorio.

Período (t) - tiempo de un movimiento oscilatorio completo

FRECUENCIA (V) - El número de períodos totales por segundo

Hay una fórmula que permite determinar la longitud de onda en frecuencia:

imagen.

Donde: la longitud de onda (M) es igual a la relación de la velocidad de la luz (km / h) a la frecuencia (kHz)

"VHF", "DV", "SV"

Ondas super largas - v = 3-30 kHz (λ = 10-100 km).

Tienen la propiedad para penetrar en el grosor de agua a 20 m y en relación con esto se utilizan para comunicarse con los submarinos, y el barco no es necesario para aparecer hasta esta profundidad, es suficiente para lanzar la boya de radio a este nivel.

Estas ondas pueden extenderse hasta el borde de la tierra, la distancia entre la superficie de la tierra y la ionosfera, representa la "guía de onda" para ellos, a lo largo de los cuales difieren libremente. Ondas largas (DV) V = 150-450 kHz (λ = 2000-670 m).

imagen.

Este tipo de onda de radio tiene las propiedades para comer en exceso de obstáculos, se usa para comunicarse a largas distancias. También tiene una habilidad penetrante débil, por lo que si no tiene una antena remota, apenas puede capturar cualquier estación de radio. Ondas medianas (Sv) v = 500-1600 kHz (λ = 600-190 m).

imagen.

Estas ondas de radio están bien reflejadas en la ionosfera, ubicadas a una distancia de 100-450 km sobre la superficie de la tierra. La posibilidad de estas ondas es que durante el día son absorbidas por la ionosfera y el efecto de reflexión no ocurre. Este efecto se utiliza prácticamente para la comunicación, generalmente varios cientos de kilómetros por la noche. Ondas cortas (KV) v = 3-30 MHz (λ = 100-10 m).

imagen.

Como las ondas medianas, están bien reflejadas de la ionosfera, pero en contraste con ellos, independientemente de la época del día. Se pueden distribuir a largas distancias (varios miles de miles de kilómetros) debido a las reflexiones de la ionosfera y la superficie de la Tierra, dicha distribución se llama Skachkov. Los transmisores de energía ligera para esto no se requieren. Ondas ultras (VHF) V = 30 MHz - 300 MHz (λ = 10-1 m).

imagen.

Estas ondas pueden superar obstáculos en un tamaño de varios metros, y también tienen una buena capacidad penetrante. Debido a tales propiedades, este rango se usa ampliamente para la radio de transmisión. La desventaja es su atenuación relativamente rápida al reunirse con obstáculos.

Hay una fórmula que le permite calcular el rango de comunicación en la gama VHF:

imagen.

Así, por ejemplo, cuando la radio se transmite con el golpeteo de TV de Ostankino, una altura de 500 m en una antena receptora con una altura de 10 m, una distancia de comunicación bajo la condición de la visibilidad directa será de unos 100 km. Altas frecuencias (rango de santímetro de HF) V = 300 MHz - 3 GHz (λ = 1-0.1 m).

No envuelves los obstáculos y tengan una buena habilidad penetrante. Utilizado en redes celulares y redes de Wi-Fi.

Otra característica interesante de las olas de este rango es que las moléculas de agua son capaces de absorber su energía tanto como sea posible y transformarla en térmica. Este efecto se utiliza en hornos de microondas.

Como puede ver, el equipo Wi-FI y los hornos de microondas operan en el mismo rango y pueden afectar el agua, por lo que dormir en un abrazo con un enrutador Wi-Fi no vale mucho tiempo. Frecuencias extremadamente altas (rango de milímetro EHF) V = 3 GHz - 30 GHz (λ = 0.1-0.01 m).

Reflejado por casi todos los obstáculos, penetran libremente a través de la ionosfera. A costa de sus propiedades se utilizan en la comunicación espacial.

Am - FM.

A menudo, los dispositivos receptores tienen las posiciones de los interruptores AM-FM, ¿qué es: SOY. - Amplitud modulada

imagen.

Este cambio en la amplitud de la frecuencia portadora bajo la acción de las oscilaciones de codificación, por ejemplo, la voz del micrófono.

Soy el primer tipo de modulación inventada por el hombre. De las desventajas, así como cualquier tipo de modulación analógica, tiene una baja inmunidad al ruido. FM. - modulación de frecuencia

imagen.

Este es un cambio en la frecuencia portadora bajo la influencia de las oscilaciones de codificación.

Aunque, esto también es un tipo de modulación analógica, pero tiene una mayor inmunidad de ruido que AM y, por lo tanto, se usa ampliamente en el sonido de las transmisiones de TV y la transmisión de VHF.

De hecho, hay subespecies en las especies de modulación descritas, pero su descripción no está incluida en el material de este artículo.

Más Términos

Interferencia - Como resultado de las reflexiones de las ondas de varios obstáculos, las olas se pliegan. En el caso de suma en las mismas fases, la amplitud de la onda inicial puede aumentar, al agregar las fases opuestas, la amplitud puede disminuir hasta cero.

Este fenómeno se manifiesta principalmente al recibir la señal VHF CM y TV.

imagen.

Por lo tanto, por ejemplo, dentro de la habitación, la calidad de la recepción en la sala de antena TV firmemente "flotando". Difracción - El fenómeno que se produce cuando se cumple una onda de radio con obstáculos, como resultado de lo cual la onda puede cambiar la amplitud, la fase y la dirección.

Este fenómeno explica la conexión en la KV y SV a través de la ionosfera, cuando la onda se refleja a partir de varias inhomogeneidades y partículas cargadas y, por lo tanto, cambia la dirección de la distribución.

El mismo fenómeno explica la capacidad de las ondas de radio para propagarse sin visibilidad directa, la superficie de la tierra rica. Para esto, la longitud de onda debe oponerse al obstáculo.

PD:

Espero que la información descrita por mí sea útil y brindará un poco de entendimiento sobre este tema.

Ola: longitudinal y transversal.

Vamos a empezar con eso onda - Esta es la propagación de la oscilación en el espacio.

Las olas son Mecánico y electromagnético.

Ondas mecánicas - Estas son esas ondas cuyas oscilaciones se pueden sentir físicamente porque Establecido en un entorno elástico.

  • Por ejemplo, sonido. Cuando el sonido se aplica dentro de una sustancia, podemos sentirlo con tacto.

Imagina que estás parado en las vías del tren. No, no eres Anna Karenina, eres un experimentador.

Si el tren se está acercando a usted, lo escuchará antes o más tarde. Más bien, escuchar tan pronto como Onda de sonido a una velocidad 𝑣 = 330 m / s Llegará a tus oídos.

Si adjunta un oído al riel, sucederá mucho más rápido, ya que la velocidad del sonido en el sólido es mayor que en el aire. Por cierto, bajo el agua, la velocidad del sonido es mayor que en el aire, pero menos que en los sólidos.

Si alguna vez tocaste la columna musical, sabes que el sonido se siente y toca.

Ondas electromagnéticas - Estas son las olas que no podemos tocar.

  • Por ejemplo, ondas de radio, Wi-Fi y luz.

Para ellos, todas las mismas leyes trabajan, simplemente su velocidad es significativamente más grande e igual a Velocidad de luz 𝑣 = 3 * 10 ^ 8 m / s . Y tienen diferentes fuentes.

Las olas también se hacen para dividir sobre longitudinal y transversal:

Ondas longitudinales y transversales

Longitiano - Estas son esas ondas en las que se produce la oscilación a lo largo de la dirección de la propagación de las olas.

  • Los batidos de viento durante los truenos o las ondas sísmicas (terremotos) son un ejemplo de ondas longitudinales.

Transverso - Ondas, cuya oscilación ocurre a través de la dirección de la propagación de las olas.

  • Imagina que lanzaste una ola de personas en el estadio, será transversal.
  • La luz visible y la cuerda de guitarra temblorosa también son olas transversales.

Onda de mar - longitudinal o transversal?

De hecho, tiene un longitudinal y componentes transversales, por lo tanto, no se puede atribuir a un tipo específico.

Longitud de onda: definición y cálculo

Por supuesto, cualquier onda tiene características. Una de estas características es longitud de onda.

Longitud de onda Se llama la distancia entre los dos puntos de esta onda, fluctuando en la misma fase. Si es más sencillo, entonces esta es la distancia entre las dos "crestas".

Más longitud de onda Puede llamar a la distancia recorrida por la ola, en un período de oscilación.

Período - Este es el momento para el cual se produce una oscilación. Es decir, si se le da el tiempo la propagación de la onda y la cantidad de oscilaciones, puede calcular el período.

Fórmula de oscilación de las olas

T = t / n

T - período [s]

T - tiempo [c]

N - El número de oscilaciones [-]

Comunicación a la velocidad

Para eliminar la fórmula de velocidad a través de la longitud de onda, es necesario recordar la fórmula de la tasa de la cinemática: esta es una sección de física en la que el movimiento de cuerpos sin tener en cuenta la influencia externa).

Fórmula de velocidad

𝑣 = S / T

𝑣 - velocidad [m / s]

S - ruta [m]

T - tiempo [c]

Volviendo a las olas, puede pasar las siguientes analogías:

  • camino - longitud de onda
  • Periodo de tiempo

Y para la velocidad, incluso la analogía no es necesaria: velocidad de velocidad y África.

Onda de velocidad de fórmula

𝑣 = λ / t

𝑣 - velocidad [m / s]

λ - longitud de onda [m]

T - período [s]

Problema

El barco hace dudar en las olas. Durante 40 s ella hizo 10 oscilaciones. ¿Cuál es la velocidad de la propagación de las olas, si la distancia entre las crestas adyacentes de las ondas es de 1 m?

Solución:

  1. Toma la fórmula de velocidad:
  2. 𝑣 = λ / t

  3. Sabemos la longitud de onda, pero no dada un período. El período se calcula por la fórmula:
  4. T = t / n

    T = 40/10 = 4 s

  5. Ahora sustituimos los valores en la fórmula.
  6. 𝑣 = λ / t

    𝑣 = ¼ = 0.25 m / s

Respuesta: 𝑣 = 0.25 m / s

Resonancia

Si es ruidoso hablar en una habitación con una guitarra, puedes escuchar cómo comenzó a jugar el fantasma. De hecho, la frecuencia de la cadena coincidió con la frecuencia de la voz y se originó. resonancia.

En la tabla a continuación puede ver qué Alguna frecuencia La amplitud aumenta dramáticamente. Esta frecuencia se llama Frecuencia de resonancia.

Frecuencia de resonancia

Frecuencia - Este es el valor, el período de marcha atrás. Se muestra, para qué hora ocurre una oscilación.

Fórmula de frecuencia

ν = n / t

ν - Frecuencia [Hz]

T - tiempo [c]

N - El número de oscilaciones [-]

En el mundo hay muchas historias sobre cómo fueron los soldados a pie en el puente, cayó en la resonancia y todos cayeron. Y aquí hay otra historia sobre los hidrolitos, como dicen, primer fin.

El equipo de hidroleros: especialistas en las aguas internas, trabajó en Altai y estudió el río local. Se estiró un puente de cuerda a través del río, y el cabrestante estaba parado en el centro del puente, lo que ayuda a elevar la muestra de agua del río, sin bajarlo.

En uno de los días de la expedición, un fuerte, casi tormentoso, comenzó el viento. Los investigadores trabajaron en el puente, y cuando se dieron cuenta de que no era seguro estar en una estructura de cuerda en un viento tan fuerte, comenzó a dejarlo. Tan pronto como la última persona del equipo hizo un paso desde un puente hasta el suelo, el puente junto con el cabrestante se engendró en un pellizco. Esto sucedió debido al hecho de que la frecuencia del viento coincidió con su propia frecuencia del puente oscilante. Es bueno que la historia termine de esta manera.

La longitud de onda es la distancia entre dos picos consecutivos (crestas) o depresiones. La posición más alta de la onda se llama un pico. La posición más baja de la onda se llama depresión.

El ciclo es una oscilación completa, por ejemplo, una curva entre dos crestas o dos depresiones. La distancia máxima de la onda de la posición de equilibrio se llama amplitud.

La figura muestra los parámetros principales de la onda utilizados en la física:

Parámetros de onda

Definición y fórmula de longitud de onda.

Una ola es una perturbación que se propaga desde el punto en que se originó en el medio ambiente. Tal perturbación transfiere energía sin transferencia de sustancias puras.

Ondas mecánicas

La longitud es la distancia real recorrida por una onda, que no siempre coincide con la distancia del medio, o las partículas en las que se distribuye la onda. También se define como un período de proceso de onda espacial.

La letra griega "λ" (lambda) en la física se utiliza para designar la longitud En ecuaciones. Es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda.

Longitud de onda

El período T es el tiempo de finalización de la fluctuación completa, una unidad de medición de un segundo (s).

Una ola larga corresponde a una baja frecuencia, y de forma corta. La longitud se mide en metros. El número de ondas emitidas en cada segundo se llama frecuencia e inversamente proporcional al período.

702.

Las diferentes longitudes tienen una tasa de distribución diferente. Por ejemplo, la velocidad de la luz en el agua es 3/4 de la velocidad al vacío.

El período espacial de la onda es la distancia que el punto con la fase permanente "vuela" durante el intervalo de tiempo correspondiente al período de las oscilaciones.

Onda de frecuencia

Frecuencia F - El número de fluctuaciones completas por unidad de tiempo. Medido en Hertz (Hz).

Con una oscilación completa por segundo f = 1 Hz; en 1000 oscilaciones por segundo f = 1 kilohervz (kHz); 1 millón de oscilaciones por segundo F = 1 Megahertz (1 MHz).

Sabiendo que la velocidad de la luz al vacío con - 300,000 km / s, o 300,000,000 m / s, luego para traducir la longitud de onda en la frecuencia que necesita 3 x 10 8M / S dividido en longitud en metros.

Unidades de medida de longitud de onda λ - nanómetros y angstroms donde el nanómetro es una parte de billona del medidor (1 m = 109 nm) y el angstroma es una parte diez mil millones del medidor (1 m = 1010 a), es decir, un nanómetro es equivalente a 10 angstrom (1 nm = 10 A).

Espectro óptico

La luz que proviene del sol es la radiación electromagnética, que se mueve a una velocidad de 300,000 km / s, pero la longitud no es la misma para cualquier fotón, sino que varía entre 400 nm y 700 nm. La longitud de onda ligera afecta el color.

La luz blanca se descompone en el espectro de diferentes rayas de colores, cada una de las cuales está determinada por su longitud de onda. Por lo tanto, la luz con la longitud más pequeña es púrpura, que es de aproximadamente 400 nm, y la luz con la mayor longitud es roja, que es de aproximadamente 700 nm.

La tabla muestra la longitud de onda dependiendo del color:

Longitud de onda

La radiación con menos púrpura se llama radiación ultravioleta, radiografía y rayos gamma en el orden reductor. La radiación más roja se llama infrarrojos, microondas y ondas de radio, en orden ascendente.

El rango de límite de comunicación depende de la longitud. Las dimensiones de la antena a menudo exceden la longitud de trabajo del agente electrónico de radio.

El dibujo muestra la longitud de onda y la frecuencia (NM), que emanan de varias fuentes:

Longitud de onda

Ejemplos de longitudes de onda de calcular para ondas de sonido, electromagnéticas y de sonido.

Número de tarea 1

Velocidad de velocidad en agua 1450 m / s. ¿A qué distancia se encuentran los puntos más cercanos que realizan oscilaciones en fases opuestas, si la frecuencia de oscilación es de 725 Hz?

707.

Tarea número 2.

Más allá del observador estacionario de pie en la orilla del lago por 6 s. 4 Cresta de la ola pasada. La distancia entre las primeras y terceras crestas es de 12 m. Determinar el período de oscilación de las partículas de onda, la tasa de propagación y la longitud de onda.

708.

Tarea número 3.

Los ligamentos de voz del cantante que cantan tenor (voz masculina alta) fluctúan con una frecuencia de 130 a 520 Hz. Determine la longitud máxima y mínima de la onda de sonido radiada en el aire. Velocidad de sonido en el aire 330 m / s.

708.


Добавить комментарий