موجات الراديو هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي (EM) ذات أطوال موجية أطول من الأشعة تحت الحمراء الموجودة في الطيف الكهرومغناطيسي. تستقبل هذه الأجهزة موجات الراديو وتحولها إلى اهتزازات ميكانيكية في السماعة لإنشاء موجات صوتية. لدى هذه الموجات ترددات تتراوح ما بين 300 جيجاهرتز إلى أقل من 3 كيلو هرتز ، وأطوال موجية تتباين من 1 ملليمتر إلى 100 كيلومتر. مثل كل الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى ، تنتقل موجات الراديو بسرعة الضوء. يتم إسنباط موجات الراديو التي تحدث بشكل طبيعي عن طريق البرق في أغلب الأحيان.
استخدامات موجات الراديو
تُستخدم موجات الراديو المولدة بشكل اصطناعي للاتصالات اللاسلكية الثابتة والمتنقلة والبث والرادار وأنظمة الملاحة الأخرى ووسائل الاتصالات وشبكات الكمبيوتر و الأقمار الصناعية والتطبيقات الأخرى التي لا حصر لها. الترددات المختلفة لموجات الراديو لها خصائص انتشار عديدة في الغلاف الجوي للأرض ، وقد تغطي الموجات الطويلة جزءًا من الأرض بشكل متسق للغاية ، ويمكن أن تنعكس الموجات القصيرة في الفضاء الداخلي وتتنقل في جميع أنحاء العالم ، حيث تنحني أو تنعكس قليلاً وتنتقل على خط الأفق.
طيف ترددات موجات الراديو هو جزء صغير نسبيا من الطيف الكهرومغناطيسي ، وينقسم هذا الأخير عمومًا إلى سبع مناطق من أجل تقليل طول الموجة وزيادة الطاقة والتردد ، وفقًا لجامعة روتشستر. والتي يطلق عليها التسميات التالية : موجات الراديو ، الميكروويف أو الموجات الصغيرة ، الأشعة تحت الحمراء (IR) ، الضوء المرئي ، الأشعة فوق البنفسجية (UV) ، الأشعة السينية وأشعة جاما.
تاريخ اكتشاف موجات الراديو
توقع عالم الفيزياء الاسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل ، الذي طور نظرية موحدة للكهرومغناطيسية في سبعينيات القرن التاسع عشر ، وجود موجات الراديو ، وفقًا لمكتبة اسكتلندا الوطنية. في عام 1886 ، طبق هاينريش هيرتز ، وهو عالم فيزياء ألماني ، نظريات ماكسويل على إنتاج واستقبال الموجات اللاسلكية. استخدم هيرتز أدوات منزلية بسيطة،لإنشاء موجات كهرومغناطيسية. وأصبح هيرتز بذلك أول شخص يقوم بإرسال واستقبال موجات الراديو الخاضعة للرقابة. تسمى وحدة تردد موجة الراديو والتي تقدر بدورة واحدة في الثانية بهيرتز، نسبة لمكتشف موجات الراديو، وفقا للجمعية الأمريكية للعلوم المتقدمة.
خصائص موجات الراديو
إن الزاوية التي تنعكس فيها موجات الراديو من سطح معدني ناعم (وتسمى أيضًا زاوية الانعكاس) تساوي دائمًا الزاوية التي تقترب بها من السطح (وتسمى أيضًا زاوية السقوط). عندما تنعكس الإشارة ، عادة ما يكون هناك بعض فقدان لإشارة الموجة ، إما من خلال الامتصاص ، أو نتيجة لبعض الإشارات التي تمر إلى الوسيط. يمكن أن تعكس مجموعة متنوعة من الأسطح موجات الراديو في البحر والمستودعات والمباني والمعادن والخرسانة.
ويكون الطول الموجي لها ما بين 1 ملليمتر إلى 100 كيلومتر، أما التردد ،300 جيجا هرتز إلى ما يصل إلى 3GHz والسرعة، نفس سرعة الضوء ، 300000 كم في الثانية.تقع موجات الراديو AM (المشكَّلة بالسعة) ضمن مدى تردد يبلغ 550 كيلو هرتز و 1600 كيلو هرتز، بينما تقع موجات الراديو FM (المشكلة بالتردد) ضمن مدى تردد يبلغ 88 MHz و 108 MHz.
تنتقل موجات الراديو دائمًا عبر الفضاء في خط مستقيم. هناك استثناءان. أحدهما هو أن يتم سحبها وتحولها قليلاً بسبب الجاذبية. الاستثناء الآخر هو أن موجات الراديو يمكن أن تنعكس بمواد معينة ، مثل الطريقة التي تعكس بها المرآة الضوء.
تتمتع موجات الراديو بنفس سرعة أي موجة كهرمغنطيسية أخرى ، وهي سرعة الضوء (300000 كم / ثانية). تختلف موجات الراديو عن بعضها البعض، حسب ترددها وأطوال موجتها. وتكون لها أطول موجية في الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله. أشعة جاما لديها أعلى تردد وأقصر طول موجة. كلما كان طول الموجة أقصر ، كلما زاد التردد. عادة ما يتم وصف الأشعة السينية وأشعة جاما من حيث الطاقة ، والأشعة الضوئية والأشعة تحت الحمراء من حيث الطول الموجي ، والراديو من حيث التردد.
حقائق مهمة عن موجات الراديو
يتم بث موجة الراديو على ترددات مختلفة والتي يمكن أن تشمل موجات راديو FM التي تبث ما بين 88 ميجاهيرتز و 108 ميجاهيرتز ، وموجات راديو AM التي تبث بين 550 كيلو هرتز و 1600 كيلو هرتز. و يستخدم Wi-fi موجات الراديو التي يتم توجيهها من خلال جهاز توجيه الإنترنت اللاسلكي في ترددات تتراوح بين 2.4 و 5.8 جيجا هرتز ، يُعتقد أن هذه الموجات في حال كان هناك أشكال حياة أخرى في أماكن أخرى من الكون ، فمن الممكن سماع موجات الراديو من الأرض على كواكب أخرى.
تعتبر الرسالة النصية يتم إرسالها من الهاتف الخلوي إلى هاتف محمول آخر شكل من أشكال موجات الراديو. حيث تترك موجة الراديو الهاتف الخلوي للمرسل وترسل إلى برج يرسل الموجة إلى مستلم النص، وهو ما يجعل الرسائل تصل إلى الشخص المناسب . ويمكن أن تكون الموجة قصيرة جدًا أو طويلة جدًا، حيث يمكن أن تصل الأطوال الموجية إلى 62 ميل.
في عام 1932 تم اكتشاف أن الأجسام الفلكية تنبعث منها موجات الراديو ، وتم تطوير نظام يتيح إنشاء صور من موجات الراديو. ويستخدم علماء الفلك التلسكوبات الراديوية لدراسة موجات الراديو المنبعثة من الكواكب والغبار والنجوم وسحب الغاز والمذنبات والمجرات الأخرى.
استخدامات موجات الراديو
تُستخدم موجات الراديو المولدة بشكل اصطناعي للاتصالات اللاسلكية الثابتة والمتنقلة والبث والرادار وأنظمة الملاحة الأخرى ووسائل الاتصالات وشبكات الكمبيوتر و الأقمار الصناعية والتطبيقات الأخرى التي لا حصر لها. الترددات المختلفة لموجات الراديو لها خصائص انتشار عديدة في الغلاف الجوي للأرض ، وقد تغطي الموجات الطويلة جزءًا من الأرض بشكل متسق للغاية ، ويمكن أن تنعكس الموجات القصيرة في الفضاء الداخلي وتتنقل في جميع أنحاء العالم ، حيث تنحني أو تنعكس قليلاً وتنتقل على خط الأفق.
طيف ترددات موجات الراديو هو جزء صغير نسبيا من الطيف الكهرومغناطيسي ، وينقسم هذا الأخير عمومًا إلى سبع مناطق من أجل تقليل طول الموجة وزيادة الطاقة والتردد ، وفقًا لجامعة روتشستر. والتي يطلق عليها التسميات التالية : موجات الراديو ، الميكروويف أو الموجات الصغيرة ، الأشعة تحت الحمراء (IR) ، الضوء المرئي ، الأشعة فوق البنفسجية (UV) ، الأشعة السينية وأشعة جاما.
تاريخ اكتشاف موجات الراديو
توقع عالم الفيزياء الاسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل ، الذي طور نظرية موحدة للكهرومغناطيسية في سبعينيات القرن التاسع عشر ، وجود موجات الراديو ، وفقًا لمكتبة اسكتلندا الوطنية. في عام 1886 ، طبق هاينريش هيرتز ، وهو عالم فيزياء ألماني ، نظريات ماكسويل على إنتاج واستقبال الموجات اللاسلكية. استخدم هيرتز أدوات منزلية بسيطة،لإنشاء موجات كهرومغناطيسية. وأصبح هيرتز بذلك أول شخص يقوم بإرسال واستقبال موجات الراديو الخاضعة للرقابة. تسمى وحدة تردد موجة الراديو والتي تقدر بدورة واحدة في الثانية بهيرتز، نسبة لمكتشف موجات الراديو، وفقا للجمعية الأمريكية للعلوم المتقدمة.
خصائص موجات الراديو
إن الزاوية التي تنعكس فيها موجات الراديو من سطح معدني ناعم (وتسمى أيضًا زاوية الانعكاس) تساوي دائمًا الزاوية التي تقترب بها من السطح (وتسمى أيضًا زاوية السقوط). عندما تنعكس الإشارة ، عادة ما يكون هناك بعض فقدان لإشارة الموجة ، إما من خلال الامتصاص ، أو نتيجة لبعض الإشارات التي تمر إلى الوسيط. يمكن أن تعكس مجموعة متنوعة من الأسطح موجات الراديو في البحر والمستودعات والمباني والمعادن والخرسانة.
ويكون الطول الموجي لها ما بين 1 ملليمتر إلى 100 كيلومتر، أما التردد ،300 جيجا هرتز إلى ما يصل إلى 3GHz والسرعة، نفس سرعة الضوء ، 300000 كم في الثانية.تقع موجات الراديو AM (المشكَّلة بالسعة) ضمن مدى تردد يبلغ 550 كيلو هرتز و 1600 كيلو هرتز، بينما تقع موجات الراديو FM (المشكلة بالتردد) ضمن مدى تردد يبلغ 88 MHz و 108 MHz.
تنتقل موجات الراديو دائمًا عبر الفضاء في خط مستقيم. هناك استثناءان. أحدهما هو أن يتم سحبها وتحولها قليلاً بسبب الجاذبية. الاستثناء الآخر هو أن موجات الراديو يمكن أن تنعكس بمواد معينة ، مثل الطريقة التي تعكس بها المرآة الضوء.
تتمتع موجات الراديو بنفس سرعة أي موجة كهرمغنطيسية أخرى ، وهي سرعة الضوء (300000 كم / ثانية). تختلف موجات الراديو عن بعضها البعض، حسب ترددها وأطوال موجتها. وتكون لها أطول موجية في الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله. أشعة جاما لديها أعلى تردد وأقصر طول موجة. كلما كان طول الموجة أقصر ، كلما زاد التردد. عادة ما يتم وصف الأشعة السينية وأشعة جاما من حيث الطاقة ، والأشعة الضوئية والأشعة تحت الحمراء من حيث الطول الموجي ، والراديو من حيث التردد.
حقائق مهمة عن موجات الراديو
يتم بث موجة الراديو على ترددات مختلفة والتي يمكن أن تشمل موجات راديو FM التي تبث ما بين 88 ميجاهيرتز و 108 ميجاهيرتز ، وموجات راديو AM التي تبث بين 550 كيلو هرتز و 1600 كيلو هرتز. و يستخدم Wi-fi موجات الراديو التي يتم توجيهها من خلال جهاز توجيه الإنترنت اللاسلكي في ترددات تتراوح بين 2.4 و 5.8 جيجا هرتز ، يُعتقد أن هذه الموجات في حال كان هناك أشكال حياة أخرى في أماكن أخرى من الكون ، فمن الممكن سماع موجات الراديو من الأرض على كواكب أخرى.
تعتبر الرسالة النصية يتم إرسالها من الهاتف الخلوي إلى هاتف محمول آخر شكل من أشكال موجات الراديو. حيث تترك موجة الراديو الهاتف الخلوي للمرسل وترسل إلى برج يرسل الموجة إلى مستلم النص، وهو ما يجعل الرسائل تصل إلى الشخص المناسب . ويمكن أن تكون الموجة قصيرة جدًا أو طويلة جدًا، حيث يمكن أن تصل الأطوال الموجية إلى 62 ميل.
في عام 1932 تم اكتشاف أن الأجسام الفلكية تنبعث منها موجات الراديو ، وتم تطوير نظام يتيح إنشاء صور من موجات الراديو. ويستخدم علماء الفلك التلسكوبات الراديوية لدراسة موجات الراديو المنبعثة من الكواكب والغبار والنجوم وسحب الغاز والمذنبات والمجرات الأخرى.
