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无线电波理论:Likbez / Habr

图像。

我认为每个人都扭曲了收音机的把手,在“vhf”,“dv”,“sv”之间切换,听到扬声器的嘶嘶声。

但除了解读削减外,不是每个人都明白它隐藏在这些字母背后。

让我们更接近无线电波理论。

无线电波
图像。

波长(λ)是波的相邻波峰之间的距离。

幅度(a)是与振荡运动的平均值的最大偏差。

期间(t) - 一个完全振荡运动的时间

频率(v) - 每秒总期间的数量

有一个公式,允许确定频率的波长:

图像。

其中:波长(m)等于光速度(km / h)到频率(khz)的比率

“vhf”,“dv”,“sv”

超长浪 - v = 3-30 kHz(λ= 10-100公里)。

它们具有将水厚度渗透到20米的物业,并且与此用于与潜艇通信,并且该船不需要弹出到这种深度,足以将无线电浮标扔到这个水平。

这些波可以散布到地球的边缘,地球表面和电离层之间的距离表示它们的“波导”,它们沿着它们不同。 长浪 (DV)v = 150-450 kHz(λ= 2000-670米)。

图像。

这种类型的无线电波具有过度障碍物的性质,用于长距离通信。还有弱的渗透能力,所以如果你没有远程天线,你几乎无法抓住任何无线电台。 中浪 (SV)v = 500-1600 kHz(λ= 600-190米)。

图像。

这些无线电波从电离层反射良好,位于地球表面100-450 km的距离。这些波的可能性是在白天期间,它们被电离层吸收,并且不会发生反射效果。这种效果实际上用于通信,通常在夜间数百公里。 短波 (kv)v = 3-30 mHz(λ= 100-10米)。

图像。

与中等波一样,它们从电离层良好反射,但与他们相比,无论一天中的时间如何。由于来自电离层和地球表面的反射,它们可以分布在长距离(几千公里)上,这种分布被称为Skachkov。不需要发光发射器。 超短波浪 (VHF)v = 30 MHz - 300 MHz(λ= 10-1米)。

图像。

这些波可以超越几米尺寸的障碍物,并且还具有良好的渗透能力。由于此类属性,该范围广泛用于广播无线电。在与障碍物见面时,缺点是它们相对快速的衰减。

有一个公式,允许您计算VHF范围内的通信范围:

图像。

因此,例如,当无线电广播随着OSTANKINO TV BASHING,在接收天线上的高度为500米,高度为10米,在直接可见性条件下的通信距离约为100km。 高频(HF SANTIMETS系列) v = 300 MHz - 3 GHz(λ= 1-0.1米)。

不要包围障碍物并具有良好的渗透能力。用于蜂窝网络和Wi-Fi网络。

该范围的波浪的另一个有趣特征是水分子能够尽可能地吸收它们的能量并将其转化为热量。这种效果用于微波炉。

如您所见,Wi-Fi设备和微波炉在同一范围内运行,可以影响水,因此与Wi-Fi路由器的拥抱中睡觉并不值得长时间。 极高的频率(EHF-毫米范围) V = 3 GHz - 30 GHz(λ= 0.1-0.01 m)。

几乎所有障碍物都反映,通过电离层自由渗透。在空间通信中使用其属性的费用。

AM - FM。

通常,接收设备具有AM-FM交换机的位置,它是什么: 是。 - 幅度调制

图像。

在编码振荡的动作下,该载波频率的幅度变化,例如,来自麦克风的声音。

我是男人发明的第一种调制。缺点,以及任何模拟类型的调节,具有低抗噪性。 调频。 - 频率调制

图像。

这是编码振荡的影响下的载波频率的变化。

虽然,这也是一种模拟调制类型,但它具有比AM更高的噪声免疫力,因此广泛用于电视广播和VHF广播的声音。

实际上,描述了调制物种中的亚种,但它们的描述不包括在本文的材料中。

更多条件

干涉 - 由于来自各种障碍物的波浪的反射,波浪折叠。在添加相同相中的情况下,当在相反相位增加时,初始波的幅度可以增加,幅度可以减小到零。

当接收VHF CM和TV信号时,这种现象大多表现出。

图像。

因此,例如在房间内,房间天线电视上的接收质量强烈“浮动”。 衍射 - 当通过障碍物满足无线电波时发生的现象,因此波可以改变幅度,相位和方向。

当波从各种不均匀性和带电粒子反射时,这种现象通过电离层解释通过电离层通过电离层的连接,从而改变分布方向。

相同的现象解释了无线电波在没有直接可见性的情况下传播的能力,富宽的地球表面。为此,波长必须与障碍物相反。

PS:

我希望我描述的信息将是有用的,并将对这一主题带来一些理解。

波:纵向和横向

让我们从那开始 海浪 - 这是太空中振荡的传播。

波浪是 机械和电磁。

机械波 - 这些是那些振荡可以感受到身体的波浪,因为它们 在弹性环境中建立。

  • 例如,声音。当声音在物质内施加时,我们可以通过触摸感受到它。

想象一下,你站在铁路轨道上。不,你不是Anna Karenina,你是一个实验者。

如果火车接近您,您将迟早听到它。相反,一旦听到 声波以速度𝑣= 330米/秒 将到达你的耳朵。

如果将耳朵连接到轨道上,它将发生得更快,因为固体中的声速大于空气。顺便说一下,在水下的声速大于空气中,但小于固体。

如果你曾经碰过音乐局,你知道声音是感觉和触摸。

电磁波 - 这些是我们无法接触的波浪。

  • 例如,无线电波,Wi-Fi和光线。

对于他们来说,所有相同的法律工作,简单地速度明显大,而等于 光速𝑣= 3 * 10 ^ 8 m / s 。他们有不同的来源。

也使波浪在纵向和横向上分开:

纵向和横波

龙族 - 这些是沿波传播方向发生振荡的波。

  • 在雷声或地震波期间的风力摇晃(地震)是纵向波浪的一个例子。

- 波,其振荡发生在波传播的方向上。

  • 想象一下,你在体育场发动了一波的人 - 它将是横向的。
  • 可见光和颤抖的吉他串也是横波。

海波 - 纵向或横向?

实际上,它具有纵向和横向部件,因此不能归因于特定类型。

波长:定义和计算

当然,任何波都有特征。其中一个特征是 波长。

波长 它被称为该波的两个点之间的距离,在相同相中波动。如果它更简单,那么这是两个“脊”之间的距离。

更多的 波长 您可以在一个振荡期间拨打波浪行驶的距离。

时期 - 这是一个振荡发生的时间。也就是说,如果时间给出了波浪的扩展和振荡的数量,则可以计算该期间。

波浪振荡公式

t = t / n

T - 期间[S]

t - 时间[c]

n - 振荡的数量[ - ]

速度沟通

为了通过波长去除速度公式,有必要回想起动力学的速率公式 - 这是物理学的一部分,其中机构的运动而不考虑外部影响)。

速度公式

𝑣= s / t

𝑣 - 速度[m / s]

s - 路径[m]

t - 时间[c]

转到波浪,您可以花费以下类比:

  • 方式 - 波长
  • 时间段

而且速度,即使是比喻也不是速度和非洲速度。

公式速度波

𝑣=λ/ t

𝑣 - 速度[m / s]

λ-波长[m]

T - 期间[S]

问题

船对波浪犹豫不决。 40岁,她制造了10个振荡。如果相邻波峰之间的距离为1米,则波传播的速度是多少?

解决方案:

  1. 采取速度公式:
  2. 𝑣=λ/ t

  3. 我们知道波长,但没有给出一个时期。该期间由公式计算:
  4. t = t / n

    t = 40/10 = 4 s

  5. 现在我们替换公式中的值
  6. 𝑣=λ/ t

    𝑣=¼= 0.25米/秒

答:𝑣= 0.25米/秒

谐振

如果它是响亮的,在一个房间里用吉他说话 - 你可以听到鬼魂如何开始玩它。实际上,字符串的频率与声音的频率一致,起源于 谐振。

在下面的图表上,您可以看到什么 一些频率 幅度急剧增加。调用此频率 共振频率。

共振频率

频率 - 这是值,相反时段。它显示了一个振荡发生的时间。

频率公式

ν= n / t

ν - 频率[Hz]

t - 时间[c]

n - 振荡的数量[ - ]

在世界上,有很多关于士兵在桥上进入的故事,他陷入了共鸣,每个人都摔倒了。这是一个关于水解的另一个故事 - 正如他们所说,首先

水解团队 - 内部水域的专家 - 在阿尔泰工作,研究了当地河流。绳桥延伸穿过河流,绞车站在桥梁中心,这有助于从河里提升水样,不会落到它。

在探险之之一的日子里,一个强大,几乎暴风雨的风开始了。研究人员在桥上工作,当他们意识到在如此强风中的绳索结构中不安全时,开始离开它。一旦团队的最后一个人从桥梁到地面迈出了一步之后,桥梁和绞车的桥梁被催生了。这是由于风频与其自身频率的摆动桥接频率相结合的事实。这个故事以这种方式结束了很好。

波长是两个连续峰(脊)或凹陷之间的距离。波的最高位置称为峰值。波的最低位置称为凹陷。

循环是完全振荡,例如,两个脊或两个凹陷之间的曲线。距平衡位置的最大波距离称为幅度。

该图显示了物理学中使用的主波参数:

波参数

定义和波长公式

波是一种从它起源于环境的点蔓延的扰动。 这种扰动转移无纯物质转移的能量。

机械波

长度是由波行进的实际距离,其并不总是与介质的距离一致,或者在分配波的粒子。它也被定义为空间波处理期。

物理学中的希腊字母“λ”(Lambda)用于指定长度 在方程式中。它与波的频率成反比。

波长

期间T是完全波动的完成时间,是一秒的测量单位。

长波对应于低频,短高。长度以米为单位测量。每秒发射的波的数量被称为频率并与周期成反比。

702。

不同的长度具有不同的分配率。例如,水中的光速是真空速度的3/4。

波的空间周期是在对应于振荡周期的时间间隔内与永久相“才”的点的距离。

频率波

频率f - 每单位时间的完全波动次数。 在赫兹(Hz)中测量。

每秒一个完全振荡f = 1 Hz;每秒1000振荡F = 1千赫(KHz);每秒100万振荡f = 1兆赫(1 MHz)。

知道真空速度 - 300,000公里/秒,或300,000,000米/秒,然后将波长转换为您需要的频率3 x 10 8m / s分为米的长度。

波长λ - 纳米和埃的测量单位 其中纳米是仪表(1m = 109nm)和夜间仪表(1 m = 1010a)的十亿分之十亿(1 m = 1010a),即,纳米相当于10埃(1nm = 10 A)。

光谱

来自阳光的光是电磁辐射,其以300,000km / s的速度移动,但对于任何光子的长度不相同,但是在400nm和700nm之间的范围之间。光波长会影响颜色。

白光在不同颜色条纹的光谱上分解,每个光谱由其波长决定。因此,具有最小长度的光是紫色的,其为约400nm,具有最大长度的光为红色,其为约700nm。

该表显示了根据颜色的波长:

波长

紫色长度较少的辐射称为紫外线辐射,X射线和伽马射线在还原阶。辐射更加红色被称为红外线,微波和无线电波,按升序顺序。

限制通信范围取决于长度。天线的尺寸通常超过无线电电子剂的工作长度。

图示出了来自各种来源发出的波长和频率(nm):

波长

用于声音,电磁和无线电波的波长的示例

任务编号1

速度在水中1450 m / s。如果振荡频率为725Hz,则在相反阶段执行振荡的最接近点

707。

任务编号2。

通过站在湖岸的固定观察者6秒。 4波浪通过了4个波峰。第一和第三脊之间的距离为12米。确定波粒子的振荡周期,传播速率和波长。

708。

任务编号3。

歌手唱歌(高男声)的声音韧带(高男性语音)波动,频率为130至520 Hz。确定空气中辐射声波的最大和最小长度。空气中的声速330 m / s。

708。


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