Електромагнитното поле е вълнов процес, подобен на този, когато хвърлите камък в езерце и се образува вълна

Ние наричаме радиовълна клас електромагнитно излъчване, чиято честота е включена в това, което наричаме радиоелектричен спектър, вариращ от честота 0 до 300 гигагерца. От тази честота вече започнахме да говорим за инфрачервена, видима, ултравиолетова.

представляват

Електромагнитното поле е вълнов процес, подобен на този, когато човек хвърли камък в езерце и се образува вълна, която има върхове и ниски нива (върхове и долини) и варира. По същия начин, въпреки че не го виждаме, електромагнитното поле се променя; има стойности, които първо са по-високи, после по-ниски и така нататък, вълнообразни.

А какво е честотата? Честотата е свързана с това колко бързо вълната се вълнува, тоест с това колко бързо преминава от максимум до минимум или колко близки са максимумите и минимумите във времето, защото важното, което трябва да се вземе предвид, е, че тази стойност варира. Времето между максимуми или минимуми, тоест между повтарящи се стойности, наричаме периода. И обратното на периода, колко оборота към този цикъл сме дали в секунда, ние го наричаме честота и се измерва в херци (които не са нито повече, нито по-малко от цикли в секунда). Например, ако имам период от 0,1 секунди, това означава, че за една секунда съм намерил 10 пика. Ако мислим за автобус, който обикаля верига, можем да кажем, че периодът на автобуса е един час или можем да кажем завоите, които автобусът прави за един час, завоите, които автобусът прави е честотата и времето отнема да направи един завой е периодът.

Честотата на вълната, т.е. колко бързо прави тези вариации, ще промени характеристиките и поведението си. И тъй като сме способни да генерираме вълни с различни честоти, това ни позволява да организираме спектъра. Позволява ни да решим например, че когато генерираме 900 мегагерцова вълна, ние я използваме за мобилна телефония или 2,4 гигагерцова вълна, която използваме за Wi-Fi. Всички те са радиовълни, но с различни честоти.

Честотата на вълната, т.е. колко бързо прави тези вариации, ще промени характеристиките и поведението си. И тъй като сме способни да генерираме вълни с различни честоти, това ни позволява да организираме спектъра

Използваме ги за всички видове безжични комуникации и ги използваме и за комуникация по жицата. Но най-популярната употреба е тази на безжичната връзка: телевизия, комуникации с мобилния телефон, данните, които мобилният телефон изпраща или получава или как комуникираме с Wi-Fi, FM радио ..., всичко това преминава по радиовълни и пристига в ни, защото приемник с антена е способен да приема информацията и да я прехвърля към нас.

Това, което искахме да предадем: изображение, звук и т.н. ..., първо беше преобразувано в подходящ формат за предаване, който обикновено е цифров формат; че информацията в цифров формат се пренася в радиовълната и при достигане до приемника битовете, пренесени от вълната, стават това, което са били в началото: изображение или звук.

Радио комуникациите започнаха да бъдат аналогови. Тогава информацията беше изпратена такава, каквато е. Ако говоря на микрофон, гласът произвежда вариации на ток и това е, което се използва за модифициране на радиовълната и той се предава директно през антената. Сега този глас е кодиран в битове, за да го предаде, защото дигитализираната информация е много по-стабилна.

И как тази информация се предава в радиовълната? Трябва да променим някои характеристики на вълната в зависимост от съобщението, което искате да изпратите. Най-лесното нещо за разбиране е, че променяте амплитудата. Радиовълната има амплитуда, която се увеличава и намалява между две възможни стойности. Мога да променя тези стойности, да ги правя по-големи или по-малки, според информацията, която искам да изпратя. Ние наричаме тази модулация, ние модулираме вълната с информацията, която искаме да носи. Ако искам да изпратя 1, 2, 3; Изпращам вълна, която има първо амплитуда 1, след това амплитуда 2 и след това амплитуда 3. И когато достигне приемника, приемникът ще погледне амплитудата и ще каже: 1, 2, 3. Но вместо да е 1, 2, 3 може да бъде нечий глас или битове, кодиращи каквато и да е информация. Променяйки характеристиките си, радиовълната ми пренася информацията, която искам, от разстояние.

Също така използваме радиовълни за затопляне на храната в микровълновата печка. Те са същите като тези на Wi-Fi, това което се случва е, че влагаме повече енергия в микровълновата, отколкото предаваме по въздуха, защото не искаме да загряваме хората, нали? И това е, че определени честоти могат да накарат водните молекули да резонират и да се нагряват.

Радиовълните също се използват, за да се види отвъд това, което позволяват човешките ни възможности, например радарът можем да знаем какво имаме около нас, дори ако е много далеч или дори скрит. Светлината също е електромагнитна вълна, но със специфични честоти, които виждаме и обикновено не ги наричаме радиовълни, но говорим за видими честоти. Но точно както улавям изображения със светлина с камера, с радиовълни от други честоти, мога да улавя изображения през стени или през нашето тяло.

Ана Гарсия Армада е телекомуникационен инженер, професор в Университета Карлос III в Мадрид и изследовател, специализиран в мобилните широколентови комуникации и 5G технологията.

Въпросът е изпратен по имейл от Виктор Поррес

Ние отговаряме е седмична научна клиника, спонсорирана от фондация „Д-р Антони Естев“, която отговаря на въпросите на читателите относно науката и технологиите. Те са учени и технолози, членове на AMIT (Асоциация на жените изследователи и технолози), които отговарят на тези въпроси. Изпращайте въпросите си на [email protected] или чрез Twitter #nosotrasassignemos.

Координация и писане: Виктория Торо