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電波理論:likbez / habr

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私は誰もがラジオのハンドルをねじって、 "VHF"、 "DV"、 "SV"を切り替え、スピーカーからヒスを聞きました。

しかし、カットを解読するだけでは、誰もがこれらの文字の後ろに隠れていることを理解しているわけではありません。

電波理論に近づきましょう。

電波の波
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波長(λ)は、波の隣接する頂部間の距離である。

振幅(A)は、振動運動による平均値からの最大偏差です。

期間(T) - 1つの完全な振動運動の時間

周波数(v) - 毎秒の合計期間数

周波数の波長を決定することを可能にする式があります。

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ここで、波長(m)は周波数(km / h)の周波数(khz)の比に等しい

"VHF"、 "DV"、 "SV"

スーパーロングウェーブ - V = 3-30 kHz(λ= 10~100 km)。

彼らは水の厚さを20 mに浸透させるという性質を持ち、これに関連して潜水艦とコミュニケーションをとるために使用され、ボートはこの深さまでポップアップする必要はありません、それはこのレベルにラジオブイを投げるのに十分です。

これらの波は地球の端まで広がることができ、地球の表面と電離層の間の距離はそれらのための「導波路」を表します。 長波 (DV)V = 150~450kHz(λ= 2000~670m)。

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このタイプの電波波は、過熱障害物の特性を持ち、長距離にわたって通信するために使用されます。弱い透過性能もありますので、リモートアンテナを持っていない場合は、ラジオ局を取り扱うことはできません。 中間の波 (SV)v = 500~1600kHz(λ= 600~190m)。

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これらの電波は、地球の表面の100~450 kmの距離にある電離圏から十分に反射されています。これらの波の可能性は、日中の間に電離層が吸収され、反射効果が発生しないことです。この効果は実質的にコミュニケーションのために使用され、通常は数百キロメートルです。 短波 (kv)v = 3~30MHz(λ= 100~10m)。

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中間波と同様に、それらは電離層から十分に反映されていますが、その時点に関係なく、それらとは対照的になります。それらは、電離層および地球の表面からの反射のために長距離(数千km)にわたって分布している可能性があり、そのような分布はSkachkovと呼ばれる。これのための光パワートランスミッタは必要ありません。 超短波波 (VHF)V = 30MHz - 300MHz(λ= 10-1M)。

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これらの波は数メートルの大きさで障害物を追い越すことができ、また優れた透過性能を有する。このような特性により、この範囲は放送無線に広く使用されています。不利な点は、障害物と会うときの比較的速い減衰です。

VHF範囲内の通信範囲を計算することを可能にする式があります。

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したがって、例えば、Ostankino TV Bashingでラジオが放送されると、高さが10μmの受信アンテナ上で500mの高さが、直接視認性の条件下での通信の距離は約100 kmとなる。 高周波(HFサンティメータレンジ) V = 300MHz - 3GHz(λ= 1-0.1M)。

障害物を包み込ませず、優れた浸透能力を持っています。セルラネットワークおよびWi-Fiネットワークで使用されます。

この範囲の波のもう1つの興味深い特徴は、水分子が可能な限りそれらのエネルギーを吸収することができ、それを熱に変換することができることである。この効果は電子レンジで使用されます。

ご覧のとおり、Wi-Fi機器と電子レンジオーブンは同じ範囲で動作し、水に影響を与える可能性があるため、Wi-Fiルーターを備えた抱擁で寝ています。 非常に高い周波数(EHFミリメータ範囲) v = 3GHz - 30 GHz(λ= 0.1-0.01 m)。

ほとんどすべての障害に反映され、電離層を自由に浸透させます。その特性を犠牲にして宇宙通信で使用されます。

AM - FM。

多くの場合、受信装置はAM-FMスイッチの位置を持ち、それは何ですか。 午前。 - 振幅変調

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これは、符号化振動の動作、例えばマイクロフォンからの音声の影響を受けて、キャリア周波数の振幅の変化。

AMは男によって発明された最初のタイプの変調です。不利益、および任意のアナログタイプの変調は、低いノイズ耐性を有する。 FM。 - 周波数変調

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これは、符号化振動の影響下でのキャリア周波数の変化である。

これはアナログ変調タイプでもありますが、AMよりもノイズ耐性が高いため、テレビ放送やVHF放送の音に広く使用されています。

実際、記述された変調種には亜種がありますが、この記事の資料には含まれていません。

より多くの用語

干渉 - さまざまな障害物からの波の反射の結果として、波は折り畳まれています。同じ位相で加えた場合、最初の波の振幅が増加する可能性があります。反対の位相を加えると、振幅はゼロまで減少する可能性があります。

この現象は、VHF CMとTV信号を受信するときにほとんど現れます。

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したがって、例えば部屋の内部には、部屋アンテナテレビでの受信品質が強く「フロート」する。 回折 - 電波が障害物に満たされたときに発生する現象は、その結果、波が振幅、位相および方向を変えることができます。

この現象は、電離圏を介してKVとSVとの接続を説明した場合、波が様々な不均一性および荷電粒子から反射され、分布方向を変える。

同じ現象は、直接視認性、豊富な地表のない電波の電波の能力を説明しています。このために、波長は障害物と対向する必要があります。

PS:

私が記述されている情報が役に立つことを願っていて、このトピックについて理解をもたらすでしょう。

波:縦および横方向の波:

それから始めましょう - これは空間内の発振の普及です。

波は 機械的および電磁気的。

機械的波 - これらは、その振動が物理的に感じることができる波です。 弾性環境で確立されました。

  • たとえば、音です。音が物質の内側に適用されるとき、私たちはタッチでそれを感じることができます。

鉄道トラックの上に立っていると想像してください。いいえ、あなたはAnna Kareninaではありません、あなたは実験者です。

電車があなたに近づいているならば、あなたはそれを早く後で聞くでしょう。むしろ、すぐに聞く 速度での音波𝑣= 330 m / s あなたの耳に到達します。

Railに耳を取り付けると、固体内の音速が空気中よりも大きいため、はるかに速くなります。ちなみに、水の下では音速は空気中よりも大きいが、固体よりも小さい。

あなたがミュージカルコラムに触れたことがあるならば、あなたは音が感じて触れることを知っています。

電磁波 - これらは私たちが触れない波です。

  • 例えば、電波、Wi - Fi、光など。

それらのために、すべての同じ法律が機能する、単に彼らの速度はかなり大きくそして等しい 光速𝑣= 3 * 10 ^ 8 m / s 。そして彼らは異なる情報源を持っています。

波は縦方向および横方向に分割されるようにされる。

縦波と横方向の波

縦長 - これらは、波動伝播の方向に沿って振動が発生する波です。

  • 雷や地震波(地震)中の風が揺れている(地震)は長手方向の波の一例です。

横ばいになる - 波の伝播方向に発振が発生する波。

  • スタジアムで人々の波を立ち上げたと想像してください - それは横断的になります。
  • 目に見える光と震えなギターの弦も横の波です。

海の波 - 縦または横方向?

実際、それは縦方向および横方向の構成要素を有するので、それは特定の種類に起因することはできない。

波長:定義と計算

もちろん、任意の波に特性があります。これらの特性の1つです 波長。

波長 この波の2点間の距離と呼ばれ、同じ位相で変動します。それがより単純であるならば、これは2つの「尾根」の間の距離です。

もっと 波長 振動の1周期で、波が移動する距離を呼び出すことができます。

限目 - これは1つの発振が発生する時間です。つまり、波のスプレッドと振動数が与えられた場合は、期間を計算できます。

波動発振式

t = t / n

T - 期間[S]

T - タイム[C]

N - 振動数[ - ]

スピードでの通信

波長を通して速度式を除去するには、運動学からのレート式を思い出す必要があります - これは外部の影響を考慮しなければ機関の動きがある物理学のセクションです。

スピードフォーミュラ

○= S / T.

▲ - スピード[M / S]

s - パス[m]

T - タイム[C]

波に変えるには、次のような類推を費やすことができます。

  • 道 - 波長
  • 時間期間

そしてスピードのために、類推でさえ必要とされていません - 速度とアフリカの速度。

フォーミュラスピード​​ウェーブ

𝑣=λ/ T.

▲ - スピード[M / S]

λ - 波長[m]

T - 期間[S]

問題

ボートは波に躊躇します。 40秒のために、彼女は10の振動を作りました。隣接する波紋間の距離が1mの場合、波の伝播速度は何ですか?

解決:

  1. スピードフォーミュラを取ります:
  2. 𝑣=λ/ T.

  3. 波長を知っていますが、期間が与えられていません。期間は式によって計算されます。
  4. t = t / n

    T = 40/10 = 4 S

  5. 今、私たちは式の値を置き換えます
  6. 𝑣=λ/ T.

    𝑣=¼= 0.25 m / s

回答:𝑣= 0.25 m / s

共振

ギターがある1部屋で話すのが大声である場合 - ゴーストがどのように遊び始めたのかを聞くことができます。実際、文字列の周波数は音声の頻度と一致して発信されたものです。 共振。

下のチャートでは何を見ることができます いくつかの周波数 振幅は劇的に増加します。この周波数は呼び出されます 共鳴の頻度

共鳴の頻度

周波数 - これは逆期間です。それは、1回の発振が起こるのかを示す。

周波数式

○= N / T.

← - 周波数[Hz]

T - タイム[C]

N - 振動数[ - ]

世界では、兵士が橋の上で徒歩でどのように行ったのかについて多くの物語があり、彼は共鳴に落ち、みんなが落ちた。そしてここに加水分解物についての別の物語があります - 彼らが言うように、最初の終わり

水選手のチーム - 内水の専門家 - アルタイで働いて地元の川を研究しました。ロープ橋は川を横切って伸び、ウィンチは橋の中央に立っていたので、それは川からの水のサンプルを上げるのに役立ち、それには向かっていませんでした。

遠征の日、強い、ほぼ嵐の、風が始まりました。研究者たちは橋の上で働いていました、そして、彼らがそのような強い風の中でロープ構造にあっても安全ではなかったことに気づいたとき、それを残し始めました。チームからの最後の人が橋から地面への一歩を作ったらすぐに、ウィンチと一緒に橋はピンチに仕立てられました。これは、風周波数がスイングブリッジのそれ自身の頻度と一致したという事実のために起こりました。物語がこのように終わったのは良いことです。

波長は、2つの連続したピーク(尾根)または窪みの間の距離です。波の最高位置はピークと呼ばれます。波の最低位置はうつ病と呼ばれます。

このサイクルは、完全な振動、例えば、2つの隆起部または2つの窪みの間の曲線である。平衡位置からの最大波距離は振幅と呼ばれます。

図は物理学で使用される主な波パラメータを示しています。

波のパラメータ

定義と波形

波は、環境に由来する点から広がる摂動です。 そのような摂動は純粋な物質の移動なしにエネルギーを伝達する。

機械的波

長さは、媒体の距離と常に一致しない波によって移動された実際の距離、または波が分布している粒子である。空間波プロセス期間としても定義されています。

物理学のギリシャ文字「λ」(ラムダ)は長さを指定するために使用されます 式で。波の周波数に反比例します。

波長

期間Tは、完全変動の完了時刻、第2の測定単位である。

長波は低周波数に対応し、短い。長さはメーターで測定されます。毎秒毎に放出された波の数は周波数と呼ばれ、期間に反比例する。

702。

異なる長さは異なる分布率を持ちます。例えば、水中の光の速度は減速した速度から3/4です。

波の空間周期は、永久段階が「飛ぶ」との間に、振動の周期に対応する時間間隔にわたって「飛ぶ」という距離です。

周波数波

周波数f - 単位時間当たりの完全変動の数。 Hertz(Hz)で測定した。

1秒あたりの1つの完全な振動で、f = 1Hz。毎秒1000秒f = 1キロヘルツ(kHz)で。 1秒あたりの100万の振動F = 1メガヘルツ(1MHz)。

300,000 km / s、または300,000,000 m / sでの真空の光速が、次に3 x 10を必要とする周波数の波長を並進することを知っています。 8M / Sはメートルの長さに分けられます。

波長λ-ナノメートルおよびオングストロームの測定単位 ナノメートルがメーターの億十億部であり、Angstromaは10億部のメートル(1m = 1010a)である(1m = 1010a)、すなわち、ナノメートルは10オングストローム(1nm = 10 A)。

光スペクトル

太陽から来る光は電磁放射線であり、それは30万km / sの速度で移動するが、長さは任意の光子について同じではないが、400nmから700nmの範囲である。光の波長は色に影響を与えます。

白色光は異なる色の縞のスペクトルを分解し、その各々はその波長によって決定されます。したがって、最も小さい長さの光は紫色であり、これは約400nmであり、最大長さの光は赤であり、これは約700nmである。

表は色に応じた波長を示しています。

波長

紫色の長さが少ない放射線は紫外線、X線、ガンマ線と呼ばれ、順序を縮小します。より赤の放射線は、昇順で、赤外線、電子レンジ、電波と呼ばれます。

通信の制限範囲は長さによって異なります。アンテナの寸法は、無線電子エージェントの作動長を超えていることが多い。

図面は、さまざまな源からの発行された波長と周波数(nm)を示しています。

波長

音波、電磁波、電波の波長計算の例

タスク番号1

水の速度速度1450 m / s。振動周波数が725 Hzの場合、反対の位相で振動を実行する最も近い点はどの距離ですか?

707。

タスク番号2

6秒間湖の岸に立っている静止オブザーバーを越えてください。波の4つの波が通過した。第1および第3の隆起部間の距離は12μmである。波粒子の振動、伝播速度および波長を決定する。

708。

タスク番号3

歌手歌手の声門(高い男性声)の声門は、130~520Hzの周波数で変動します。空気中の放射音波の最大長と最小長さを決定します。空気中の音速330 m / s。

708。


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