Новости

Radio Wave Theory: Likbez / Habr

imahe.

Sa palagay ko lahat ay napilipit sa hawakan ng radyo, lumipat sa pagitan ng "VHF", "DV", "SV" at narinig ang mga nagsasalita mula sa mga nagsasalita.

Ngunit bukod sa pag-decipher ng mga pagbawas, hindi lahat ay nauunawaan na ito ay nagtatago sa likod ng mga titik na ito.

Kumuha ng mas malapit sa Radio Wave theory.

Radio wave
imahe.

Ang haba ng daluyong (λ) ay ang distansya sa pagitan ng mga katabing crests ng mga alon.

Ang amplitude (a) ay ang pinakamataas na paglihis mula sa average na halaga sa kilusang osilosory.

Panahon (t) - oras ng isang kumpletong kilusang osilos

Frequency (v) - ang bilang ng kabuuang mga panahon sa bawat segundo

May isang formula na nagbibigay-daan sa pagtukoy ng haba ng daluyong sa dalas:

imahe.

Kung saan: ang haba ng daluyong (m) ay katumbas ng ratio ng bilis ng liwanag (km / h) sa dalas (kHz)

"VHF", "DV", "SV"

Super Long Waves. - v = 3-30 khz (λ = 10-100 km).

Mayroon silang ari-arian upang maipasok ang kapal ng tubig hanggang 20 m at may kaugnayan sa ito ay ginagamit upang makipag-usap sa mga submarino, at ang bangka ay hindi kinakailangan upang mag-pop hanggang sa depth na ito, sapat na upang itapon ang radio buoy sa antas na ito.

Ang mga alon na ito ay maaaring kumalat hanggang sa gilid ng lupa, ang distansya sa pagitan ng ibabaw ng lupa at ang ionosphere, ay kumakatawan sa "weyb gayd" para sa kanila, kung saan sila ay malayang naiiba. Long waves. (Dv) v = 150-450 kHz (λ = 2000-670 m).

imahe.

Ang ganitong uri ng alon ng radyo ay may mga katangian upang madagdagan ang mga obstacle, ay ginagamit upang makipag-usap sa mahabang distansya. Mayroon ding mahinang kakayahan na matalim, kaya kung wala kang isang remote na antena, maaari mong bahagya mahuli ang anumang istasyon ng radyo. Medium waves. (Sv) v = 500-1600 kHz (λ = 600-190 m).

imahe.

Ang mga radio wave na ito ay mahusay na nakikita mula sa ionosphere, na matatagpuan sa layo na 100-450 km sa itaas ng ibabaw ng lupa. Ang posibilidad ng mga alon na ito ay sa panahon ng araw na sila ay nasisipsip ng ionosphere at ang reflection effect ay hindi mangyayari. Ang epekto na ito ay ginagamit halos para sa komunikasyon, karaniwang ilang daang kilometro sa gabi. Maikling alon. (Kv) v = 3-30 mhz (λ = 100-10 m).

imahe.

Tulad ng daluyan ng alon, sila ay mahusay na nakikita mula sa ionosphere, ngunit sa kaibahan sa kanila, anuman ang oras ng araw. Maaari silang ipamahagi sa mahabang distansya (ilang libong km) dahil sa mga reflection mula sa ionosphere at sa ibabaw ng lupa, ang ganitong pamamahagi ay tinatawag na Skachkov. Ang mga light power transmitters para dito ay hindi kinakailangan. Ultrashort waves. (VHF) v = 30 MHz - 300 MHz (λ = 10-1 m).

imahe.

Ang mga alon na ito ay maaaring maabot ang mga hadlang sa isang sukat ng ilang metro, at mayroon ding magandang kakayahan. Dahil sa naturang mga katangian, ang hanay na ito ay malawakang ginagamit para sa radyo ng broadcast. Ang kawalan ay ang kanilang relatibong mabilis na pagpapalambing kapag nakikipagkita sa mga hadlang.

May isang formula na nagbibigay-daan sa iyo upang kalkulahin ang hanay ng komunikasyon sa hanay ng VHF:

imahe.

Kaya halimbawa, kapag ang radio broadcast sa Ostankino TV bashing, isang taas ng 500 m sa isang pagtanggap ng antena na may taas na 10 m, isang distansya ng komunikasyon sa ilalim ng kondisyon ng direktang pagpapakita ay tungkol sa 100 km. Mataas na Frequency (HF Sanimeter range) V = 300 MHz - 3 GHz (λ = 1-0.1 m).

Huwag mag-envelop ng mga hadlang at magkaroon ng isang mahusay na kakayahan sa matalim. Ginagamit sa mga network ng cellular at mga network ng Wi-Fi.

Ang isa pang kagiliw-giliw na tampok ng mga alon ng hanay na ito ay ang mga molecule ng tubig ay may kakayahang sumisipsip ng kanilang enerhiya hangga't maaari at ibahin ang anyo ito sa thermal. Ang epekto na ito ay ginagamit sa microwave ovens.

Tulad ng makikita mo, ang mga kagamitan sa Wi-Fi at microwave ovens ay nagpapatakbo sa parehong hanay at maaaring makaapekto sa tubig, kaya natutulog sa isang yakap sa isang Wi-Fi router ay hindi nagkakahalaga ng isang mahabang panahon. Lubhang mataas na frequency (EHF-millimeter range) V = 3 GHz - 30 GHz (λ = 0.1-0.01 m).

Na sinasalamin ng halos lahat ng mga hadlang, malayang tumagos sa pamamagitan ng ionosphere. Sa kapinsalaan ng mga katangian nito ay ginagamit sa komunikasyon sa espasyo.

Am - fm.

Kadalasan, ang mga aparato ng pagtanggap ay may mga posisyon ng mga switch ng AM-FM, ano ito: Ako. - Amplitude modulation.

imahe.

Ang pagbabagong ito sa amplitude ng dalas ng carrier sa ilalim ng pagkilos ng coding oscillations, halimbawa, ang boses mula sa mikropono.

Am ay ang unang uri ng modulasyon na imbento ng tao. Ng mga disadvantages, pati na rin ang anumang analog uri ng modulasyon, ay may mababang ingay kaligtasan sa sakit. FM. - dalas modulation.

imahe.

Ito ay isang pagbabago sa dalas ng carrier sa ilalim ng impluwensiya ng coding oscillations.

Bagaman, ito rin ay isang uri ng analog modulasyon, ngunit mayroon itong mas mataas na kaligtasan sa sakit kaysa sa am at samakatuwid ay malawakang ginagamit sa tunog ng mga broadcast ng TV at VHF Broadcasting.

Sa katunayan, may mga subspecies sa mga species ng modulasyon na inilarawan, ngunit ang kanilang paglalarawan ay hindi kasama sa materyal ng artikulong ito.

Higit pang mga termino

Pagkagambala - Bilang isang resulta ng mga reflections ng mga alon mula sa iba't ibang mga obstacles, ang mga alon fold. Sa kaso ng karagdagan sa parehong mga yugto, ang amplitude ng unang alon ay maaaring dagdagan, kapag pagdaragdag sa kabaligtaran phase, ang amplitude ay maaaring bumaba hanggang sa zero.

Ang kababalaghan na ito ay kadalasang ipinakita kapag tumatanggap ng vhf cm at signal ng TV.

imahe.

Samakatuwid, halimbawa sa loob ng silid, ang kalidad ng pagtanggap sa silid ng antenna TV ay malakas na "mga kamay". Pagdidiprakt - Ang kababalaghan na nangyayari kapag ang isang radio wave ay natutugunan ng mga obstacle, bilang isang resulta ng kung saan ang alon ay maaaring baguhin ang amplitude, phase at direksyon.

Ipinaliliwanag ng kababalaghan na ito ang koneksyon sa KV at SV sa pamamagitan ng ionosphere, kapag ang alon ay makikita mula sa iba't ibang mga inhomogeneities at sisingilin ang mga particle at sa gayon ay nagbabago ang direksyon ng pamamahagi.

Ang parehong kababalaghan ay nagpapaliwanag ng kakayahan ng mga radio wave na magpalaganap nang walang direktang visibility, ang rich earth surface. Para sa mga ito, ang haba ng daluyong ay dapat na sumasalungat sa balakid.

PS:

Umaasa ako na ang impormasyon na inilarawan sa akin ay magiging kapaki-pakinabang at magdadala ng ilang pag-unawa sa paksang ito.

Wave: longitudinal at transverse.

Magsimula tayo dito alon - Ito ang pagkalat ng osilasyon sa espasyo.

Mga alon Mekanikal at electromagnetic.

Mechanical waves. - Ito ang mga alon na ang mga oscillations ay maaaring madama sa pisikal dahil sila Itinatag sa isang nababanat na kapaligiran.

  • Halimbawa, tunog. Kapag ang tunog ay nalalapat sa loob ng isang sangkap, maaari naming pakiramdam ito sa pagpindot.

Isipin na nakatayo ka sa mga track ng tren. Hindi, hindi ka Anna Karenina, ikaw ay isang eksperto.

Kung ang tren ay papalapit sa iyo, maririnig mo ito nang maaga o huli. Sa halip, marinig sa lalong madaling panahon Sound wave sa bilis 𝑣 = 330 m / s ay maaabot ang iyong mga tainga.

Kung ilakip mo ang tainga sa tren, mangyayari ito nang mas mabilis, dahil ang bilis ng tunog sa solid ay mas malaki kaysa sa hangin. Sa pamamagitan ng paraan, sa ilalim ng tubig ang bilis ng tunog ay mas malaki kaysa sa hangin, ngunit mas mababa sa solido.

Kung hinawakan mo ang haligi ng musikal, alam mo na ang tunog ay nadama at hawakan.

Electromagnetic waves. - Ang mga ito ay ang mga alon na hindi namin maaaring hawakan.

  • Halimbawa, ang mga radio wave, wi-fi at liwanag.

Para sa kanila, ang lahat ng parehong mga batas ay gumagana, lamang ang kanilang bilis ay makabuluhang mas malaki at katumbas ng liwanag bilis 𝑣 = 3 * 10 ^ 8 m / s . At mayroon silang iba't ibang mga mapagkukunan.

Ang mga alon ay ginawa din upang hatiin sa paayon at transverse:

Longitudinal at transverse waves.

Longitian - Ang mga ito ay ang mga alon na kung saan ang oscillation ay nangyayari kasama ang direksyon ng pagpapalaganap ng alon.

  • Ang hangin shakes sa panahon ng kulog o seismic waves (lindol) ay isang halimbawa ng mga paayon na alon.

Transverse. - Waves, na ang oscillation ay nangyayari sa kabuuan ng direksyon ng pagpapalaganap ng alon.

  • Isipin na inilunsad mo ang isang alon ng mga tao sa istadyum - ito ay magiging transverse.
  • Ang nakikitang liwanag at nanginginig na guitar string ay din transverse waves.

Sea wave - longitudinal o transverse?

Sa katunayan, mayroon itong mga longitudinal, at mga transverse na bahagi, kaya hindi ito maiugnay sa isang partikular na uri.

Haba ng daluyong: kahulugan at pagkalkula

Siyempre, ang anumang alon ay may mga katangian. Isa sa mga katangiang ito ay haba ng daluyong.

Haba ng daluyong Ito ay tinatawag na distansya sa pagitan ng dalawang punto ng alon na ito, fluctuating sa parehong yugto. Kung ito ay mas simple, pagkatapos ito ay ang distansya sa pagitan ng dalawang "ridges".

Higit pa haba ng daluyong Maaari mong tawagan ang distansya na nilakbay ng alon, sa isang yugto ng osilasyon.

Panahon - Ito ang oras kung saan nangyayari ang isang oscillation. Iyon ay, kung ang oras ay binibigyan ng pagkalat ng alon at ang bilang ng mga oscillations, maaari mong kalkulahin ang panahon.

Wave oscillation formula

T = t / n.

T - panahon [s]

T - oras [c]

N - ang bilang ng mga oscillations [-]

Pakikipag-usap sa bilis

Upang alisin ang bilis ng formula sa pamamagitan ng haba ng daluyong, kinakailangan upang maalala ang formula mula sa kinematika - ito ay isang seksyon ng pisika kung saan ang kilusan ng mga katawan nang hindi isinasaalang-alang ang panlabas na impluwensiya).

Bilis ng formula

𝑣 = s / T.

𝑣 - bilis [m / s]

S - landas [m]

T - oras [c]

Lumiko sa mga alon, maaari mong gastusin ang mga sumusunod na analogies:

  • paraan - haba ng daluyong
  • Haba ng oras

At para sa bilis, kahit na ang pagkakatulad ay hindi kinakailangan - bilis at africa bilis.

Formula Speed ​​Wave.

𝑣 = λ / t.

𝑣 - bilis [m / s]

λ - wavelength [m]

T - panahon [s]

Problema

Ang bangka ay gumagawa ng pag-aatubili sa mga alon. Para sa 40 s siya ay gumawa ng 10 oscillations. Ano ang bilis ng pagpapalaganap ng alon, kung ang distansya sa pagitan ng mga katabing wave crests ay 1 m?

Solusyon:

  1. Kunin ang bilis ng formula:
  2. 𝑣 = λ / t.

  3. Alam namin ang haba ng daluyong, ngunit hindi binigyan ng panahon. Ang panahon ay kinakalkula ng formula:
  4. T = t / n.

    T = 40/10 = 4 S.

  5. Ngayon ay pinalitan namin ang mga halaga sa formula
  6. 𝑣 = λ / t.

    𝑣 = ¼ = 0.25 m / s.

Sagot: 𝑣 = 0.25 m / s.

Resonance.

Kung malakas na magsalita sa isang silid na may gitara - maaari mong marinig kung paano nagsimulang maglaro ang ghost dito. Sa katunayan, ang dalas ng string ay nag-coincided sa dalas ng boses at nagmula taginting.

Sa tsart sa ibaba makikita mo kung ano Ilang dalas Ang amplitude ay nagdaragdag ng kapansin-pansing. Ang dalas na ito ay tinatawag na. dalas ng taginting.

Dalas ng resonance.

Dalas - Ito ang halaga, reverse period. Ipinapakita nito, para sa kung anong oras ang isang oscillation ay nangyayari.

Frequency formula

ν = n / t.

ν - dalas [Hz]

T - oras [c]

N - ang bilang ng mga oscillations [-]

Sa mundo mayroong maraming mga kuwento tungkol sa kung paano ang mga sundalo ay pumasok sa tulay, siya ay nahulog sa taginting at lahat nahulog. At narito ang isa pang kuwento tungkol sa hydrolyts - tulad ng sinasabi nila, first-end

Ang koponan ng hydrolyts - mga espesyalista sa panloob na tubig - nagtrabaho sa Altai at pinag-aralan ang lokal na ilog. Ang isang tulay ng lubid ay nakaunat sa kabila ng ilog, at ang winch ay nakatayo sa gitna ng tulay, na tumutulong na itaas ang sample ng tubig mula sa ilog, hindi pababa dito.

Sa isa sa mga araw ng ekspedisyon, isang malakas, halos bagyo, nagsimula ang hangin. Ang mga mananaliksik ay nagtrabaho sa tulay, at kapag natanto nila na hindi ligtas na maging isang istraktura ng lubid sa isang malakas na hangin, nagsimulang iwanan ito. Sa sandaling ang huling tao mula sa koponan ay gumawa ng isang hakbang mula sa isang tulay hanggang sa lupa, ang tulay kasama ang winch ay spawned sa isang pakurot. Nangyari ito dahil sa ang katunayan na ang dalas ng hangin ay nag-coincided sa sarili nitong dalas ng swinging bridge. Mabuti na ang kuwento ay natapos sa ganitong paraan.

Ang haba ng daluyong ay ang distansya sa pagitan ng dalawang magkakasunod na peak (ridges) o depressions. Ang pinakamataas na posisyon ng alon ay tinatawag na peak. Ang pinakamababang posisyon ng alon ay tinatawag na depression.

Ang cycle ay isang kumpletong osilasyon, halimbawa, isang curve sa pagitan ng dalawang ridges o dalawang depressions. Ang maximum na distansya ng alon mula sa posisyon ng punto ng balanse ay tinatawag na amplitude.

Ang figure ay nagpapakita ng pangunahing mga parameter ng alon na ginagamit sa pisika:

Mga parameter ng wave

Kahulugan at wavelength formula

Ang isang alon ay isang pagkagambala na kumakalat mula sa punto kung saan nagmula ito sa kapaligiran. Ang nasabing panghabag ay naglilipat ng enerhiya na walang dalisay na transfer ng substansiya.

Mechanical waves.

Ang haba ay ang aktwal na distansya na nilakbay ng isang alon, na hindi laging nag-tutugma sa distansya ng daluyan, o mga particle kung saan ibinahagi ang alon. Tinukoy din ito bilang isang spatial wave process period.

Griyego titik "λ" (lambda) sa pisika ay ginagamit upang italaga ang haba Sa mga equation. Ito ay inversely proporsyonal sa dalas ng alon.

Haba ng daluyong

Ang panahon t ay ang oras ng pagkumpleto ng kumpletong pagbabagu-bago, isang yunit ng pagsukat ng isang pangalawang (mga).

Ang isang mahabang alon ay tumutugma sa isang mababang dalas, at maikli - mataas. Ang haba ay sinusukat sa metro. Ang bilang ng mga alon na ibinubuga sa bawat segundo ay tinatawag na dalas at inversely proporsyonal sa panahon.

702.

Ang iba't ibang haba ay may iba't ibang antas ng pamamahagi. Halimbawa, ang bilis ng liwanag sa tubig ay 3/4 mula sa bilis sa vacuo.

Ang spatial na panahon ng alon ay ang distansya na ang punto na may permanenteng yugto ay "lumilipad" sa pagitan ng agwat ng oras na naaayon sa panahon ng mga oscillation.

Dalas ng alon

Frequency F - ang bilang ng mga kumpletong pagbabago sa bawat yunit ng oras. Sinusukat sa Hertz (Hz).

Na may isang kumpletong oscillation bawat segundo f = 1 Hz; sa 1000 oscillations bawat segundo f = 1 kilohertz (kHz); 1 milyong oscillations bawat segundo F = 1 megahertz (1 MHz).

Alam na ang bilis ng liwanag sa vacuum na may - 300,000 km / s, o 300,000,000 m / s, pagkatapos ay i-translate ang haba ng daluyong sa daluyan na kailangan mo ng 3 x 10 8M / S nahahati sa haba ng metro.

Mga yunit ng pagsukat ng haba ng daluyong λ - nanometers at angstroms Kung saan ang nanometer ay isang bilyunaryo bahagi ng metro (1 m = 109 nm) at angstroma ay isang sampung bilyon na bahagi ng metro (1 m = 1010 a), iyon ay, isang nanometer ay katumbas ng 10 angstrom (1 nm = 10 a).

Optical spectrum.

Ang liwanag na nagmumula sa araw ay electromagnetic radiation, na gumagalaw sa bilis na 300,000 km / s, ngunit ang haba ay hindi pareho para sa anumang poton, ngunit umaabot sa pagitan ng 400 nm at 700 nm. Ang light wavelength ay nakakaapekto sa kulay.

Ang white light decomposes sa spectrum ng iba't ibang kulay na guhitan, ang bawat isa ay tinutukoy ng haba ng daluyong nito. Kaya, ang liwanag na may pinakamaliit na haba ay purple, na halos 400 nm, at ang liwanag na may pinakamalaking haba ay pula, na tungkol sa 700 nm.

Ang talahanayan ay nagpapakita ng haba ng daluyong depende sa kulay:

Haba ng daluyong

Ang radiation na may mas lilang mahaba ay tinatawag na ultraviolet radiation, x-ray at gamma ray sa pagbawas ng order. Ang radiation mas pula ay tinatawag na infrared, microwaves at radio waves, sa pataas na order.

Ang limitasyon ng hanay ng komunikasyon ay depende sa haba. Ang mga sukat ng antena ay madalas na lumampas sa haba ng pagtatrabaho ng elektronikong ahente ng radyo.

Ang pagguhit ay nagpapakita ng haba ng daluyong at dalas (nm), na nagmumula sa iba't ibang mga mapagkukunan:

Haba ng daluyong

Mga halimbawa ng pagkalkula ng mga wavelength para sa tunog, electromagnetic at radio waves

Numero ng gawain 1.

Bilis ng bilis sa tubig 1450 m / s. Sa anong distansya ang pinakamalapit na punto na nagsasagawa ng mga oscillations sa kabaligtaran phase, kung ang dalas ng osilasyon ay 725 Hz?

707.

Task number 2.

Nakalipas na ang nakatigil na tagamasid na nakatayo sa baybayin ng lawa para sa 6 s. 4 tagaytay ng alon ang lumipas. Ang distansya sa pagitan ng una at pangatlong ridges ay 12 m. Tukuyin ang panahon ng pag-oscillation ng mga particle ng alon, ang pagpapalaganap ng rate at haba ng daluyong.

708.

Task number 3.

Ang tinig ng mga ligaments ng singer singing tenor (mataas na lalaki na tinig) ay nagbago sa dalas ng 130 hanggang 520 Hz. Matukoy ang maximum at minimum na haba ng radiated sound wave sa hangin. Bilis ng tunog sa hangin 330 m / s.

708.


Добавить комментарий