无线电波
无线电波是用于无线传输声音消息、或信息沟通,以及海上和飞机导航。对电磁的信息载波作为振幅调制(我)或频率调制(FM)或数字形式(脉冲调制)。单纵模电磁波传播因此涉及不是一个,而是一个频率带的宽度成正比的信息密度。宽度约为10000赫兹电话,20000 Hz高保真声音,和5兆赫高清(MHz =一百万赫兹)电视。这宽度和减少效率产生电磁波的频率减少集无线电波的频率下限附近10000 Hz。
因为电磁辐射传播自由空间中直线,19世纪末期科学家质疑意大利物理学家和发明家的努力古格里莫·马可尼开发远程广播。地球的曲率限制视线距离的一座100米(330英尺)到30公里(19英里)。马可尼出人意料的成功传输消息超过2000公里(1200英里)的发现e电离层,更多的俗称电离层。这个地区是一个大约300公里(190英里)厚层开始约100公里(60英里)的地球表面大气部分电离紫外线从太阳,足够的电子和离子影响无线电波。因为太阳的参与,高度,宽度,和电离度分层电离层变化的一天晚上,从夏天到冬天。
无线电波通过天线在某些方向弯曲,甚至由电离层反射回地球,如所示。他们可能反弹地球和反复被电离层反射,使全球的无线电传输成为可能。长途通信进一步促进所谓的地面波。这种形式的电磁波密切遵循地球表面,特别是在水,结果与地面波的相互作用。地面波的范围(1600公里[1000英里])和天空的弯曲和反射波在电离层依靠电波的频率。正常的电离层条件下40 MHz是最高频率可以从电离层反射无线电波。为了适应大带宽的传输信号,电视频率必然是高于40 MHz。因此电视发射机必须放在高楼或山顶。
作为一个从发射到接收无线电波传播天线从建筑,它可能被反射和其他大型障碍。干扰时出现几个这样的反射波到达接收天线和干扰波的接收。无线电波可以穿透不导电的材料,如木,砖,混凝土,相当好。他们不能通过电气导体,例如水或金属。ν= 40 MHz以上,无线电波从外太空可以穿透地球的大气层。这使得射电天文学与地面望远镜观测成为可能。
当电磁波的传播能源从一个位置到另一个需要用最小的能量损失和干扰,波浪通过被限制在一个有限的区域电线,同轴电缆,在微波频段,波导。不能控制的或无线传输自然是首选当接收器的位置不明或太多,在广播和电视通讯。有线电视,顾名思义,是一个例外。在这种情况下,电磁辐射是通过同轴电缆系统用户从一个社区天线或直接从广播电台。这引导传输干扰的防护提供了高质量的信号。
显示了电场E(实线)和磁场B(虚线)的一种电磁波由同轴电缆。有一个内外导体之间的电位差,所以电场线E从一个导体延伸到另一端,在这里表示横截面。对面的导体携带电流产生磁场线B。电场和磁场的相互垂直,垂直的方向传播,电磁波的特征体现。在任意截面,的方向E和B电场线变化与辐射的频率ν的相反。这个方向的逆转字段不会改变传播方向沿导体。传播的速度再次通用光的速度如果导体之间的地区由空气或自由空间。
结合使用无线电波和强大的磁场磁共振成像(MRI)诊断部分的照片人体和大脑并无明显的不良影响。这种成像技术由此发现越来越广泛的应用在医学(另请参阅辐射)。
极低频(精灵)波感兴趣的通信系统潜艇。相对较弱吸收通过海水在低频率的电磁辐射和突出的存在共振地球的自然形成的空腔和电离层之间的5和100赫兹范围有吸引力对于这个应用程序。