تابش الکترومغناطیسی و فرکانس
تابش الکترومغناطیسی
تابش الکترومغناطیسی، حرکت موجی میدان های الکتریکی و مغناطیسی است. این امواج، برخلاف موج هایی نظیر موج آب یا صدا، برای عبور و انتقال، نیاز به ماده ندارند. "هانس ارستد" کشف کرد که جریان الکتریکی تولید کننده میدان مغناطیسی است، اما "میشل فارادی" دریافت که تغییر در میدان مغناطیسی، باعث ایجاد جریان الکتریکی می شود. "جیمز کلرک ماکسول" نیز این قوانین را به شکل ریاضی ارائه داد و چنین نتیجه گرفت که موج میدان های الکتریکی و مغناطیسی می تواند حتی در فضای خالی ( خلا ) به حرکت درآید. او سرعت حرکت چنین موجی را محاسبه کرد و عددی دقیقا برابر با تندی یا سرعت نور به دست آورد؛ بنابرین حدس زد که نور نیز شکلی از تابش الکترومغناطیسی است. انواع گوناگون تابش الکترومغناطیسی، طیف کاملی را تشکیل می دهند که فرکانس ها و طول موج های مختلفی را در بر می گیرد. برای این موج ها، طول موج بلند به معنی فرکانس پایین، و طول موج کوتاه به معنی فرکانس بالاتر است. طول موج امواج رادیویی به چند متر یا حتی کیلومتر می رسد، اما ریز موج ها ( میکروویوها ) طول موج هایی برابر چند سانتی متر یا میلی متر دارند. طول موج تابش فروسرخ، بین چند هزارم تا چند دهم میلی متر، و طول موج نور مرئی برابر چند ده هزارم میلی متر است. پرتوهای ایکس، طول موج هایی در حدود چند میلیونیم میلی متر دارند و طول موج های کوتاه تر از این نیز به پرتوهای گاما مربوط می شود که شکلی از رادیواکتیویته هسته های بعضی اتم ها هستند .
فرکانس - بسامد
فرکانس یا بسامد مقیاسی است برای آن که یک فرایند در چه فواصلی خودش را تکرار می کند. از فرکانس برای توصیف حرکت امواج استفاده می شود. فرکانس موج نشان می دهد که در یک زمان معین، چند بار سیکل یا دور حرکت موجی تکرار می شود. در واحد های بین المللی ، فرکانس را بر حسب هرتز( Hz ) بیان می کنند که نشان دهنده یک سیکل موج در هر ثانیه است. امواج الکترومغناطیسی با طیف وسیعی از فرکانس ها مورد استفاده قرار می گیرند: امواج رادیویی فرکانس هایی برابر چند صد هزار هرتز یا چند میلیون هرتز دارند، اما فرکانس امواج نور به صدها میلیون هرتز می رسد.. امواج صوتی که امواج ارتعاشی منتشر شده در هوا هستند، نسبت به نور، فرکانس های بسیار پایین تری دارند. ما آن دسته از صدها را می شنویم که فرکانس آن ها بین 20 تا 20000 هرتز باشد. نت های موسیقی نیز فرکانس های مختلفی دارند که برای مثال، فرکانس ( C وسط ) برابر Hz 256 است. فرکانس یا بسامد یک موج به طول موج آن مربوط می شود. تندی یا سرعت موج از حاصلضرب فرکانس و طول موج به دست می آید، بنابرین برای یک تندی مشخص، امواج دارای فرکانس بالاتر ، طول موج های کوتاه تری دارند.
فرکانس بسیار بالا ( VHF )
فرکانس بسیاار بالا یا VHF نام آن دسته از امواج رادیویی است که فرکانس آن ها از فرکانس امواج رادیویی دیگر بالاتر است، اما به امواج دارای فرکانس فوق العاده بالا ( UHF ) نمی رسد. امواج VHF فرکانسی در حدود MHz 100 ( صد میلیون سیکل در ثانیه ) دارند، در حالی که فرکانس امواج رادیویی دیگر فقط به چند صد کیلوهرتز (KHz ) یا چند صد هزار هرتز می رسد. فرکانس بالاتر ( VHF ) بدان معنی است که سیگنال ها در مقایسه با امواج رادیویی معمولی می توانند اطلاعات بیشتری را حمل کنند. اما عیب سیگنال های VHF آن است که به سادگی برفراز تپه ها پراکنده نمی شوند و بر خلاف امواج رادیویی دارای فرکانس پایین تر، از یونوسفر نیز منعکس نمی شوند. به این ترتیب، این نوع امواج برای ارسال سیگنال های رادیویی به نقاط بسیار دور و یا استفاده در مناطق کوهستانی، کارایی زیادی ندارند. تفاوت سیگنال های رادیویی VHF با سایر سیگنال ها معمولا در آن است که فرکانس ( و نه دامنه ) موج رادیویی هنگامی که سیگنال صدا به موج حامل اضافه می شود، تغییر می کند.این عمل را مدولاسیون فرکانس ( FM ) می نامند ( در مقابل مدولاسیون دامنه یا AM ).
فرکانس فوق العاده بالا ( UHF )
فرکانس فوق العاده بالا ( UHF ) نام بخشی از تابش الکترو مغناطیسی است که فرکانس آن حتی از فرکانس امواج رادیویی VHF بیش تر است. موج UHF فرکانسی بین 300 تا MHz 3000 دارد ( یک MHz برابر یک میلیون سیکل در ثانیه است ). به دلیل همین فرکانس فوق العاده بالا، امواج رادیویی UHF ، در مقایسه با موج رادیویی معمولی یا سیگنال VHF ، می توانند اطلاعات بسیار بیش تری را حمل کنند. برای مثال، از امواج رادیویی UHF برای پخش سیگنال های تلویزیونی استفاده می شود. این سیگنال ها اطلاعات فراوانی را در بر می گیرند، زیرا هر بار که باریکه لامپ پرتو کاتدی دستگاه تلویزیون، از روی نقطه ای از صفحه آن عبور می کند، باید یکی از سه رنگ به آن نقطه داده شود. در هر ثانیه صدها هزار نقطه بین 25 تا 30 بار پوییده می شوند، بنابرین باید در هر ثانیه ده ها میلیون قطعه اطلاعاتی حمل شود. از سیگنال های UHF برای برقراری ارتباط با ماهواره ها و سایر سفینه های فضایی نیز استفاده می کنند . در این مورد نیز این سیگنال ها امکان آن را فراهم می آورند که اطلاعات فراوانی انتقال داده شود و به علاوه به سادگی از یونوسفر می گذرند. یونوسفر لایه ای در قسمت بالای اتمسفر است که امواج رادیویی معمولی را منعکس می کند.
"فرهنگنامه علمی دانش اموز " ترجمه ی مهندس محمود سالک
تابش الکترومغناطیسی، حرکت موجی میدان های الکتریکی و مغناطیسی است. این امواج، برخلاف موج هایی نظیر موج آب یا صدا، برای عبور و انتقال، نیاز به ماده ندارند. "هانس ارستد" کشف کرد که جریان الکتریکی تولید کننده میدان مغناطیسی است، اما "میشل فارادی" دریافت که تغییر در میدان مغناطیسی، باعث ایجاد جریان الکتریکی می شود. "جیمز کلرک ماکسول" نیز این قوانین را به شکل ریاضی ارائه داد و چنین نتیجه گرفت که موج میدان های الکتریکی و مغناطیسی می تواند حتی در فضای خالی ( خلا ) به حرکت درآید. او سرعت حرکت چنین موجی را محاسبه کرد و عددی دقیقا برابر با تندی یا سرعت نور به دست آورد؛ بنابرین حدس زد که نور نیز شکلی از تابش الکترومغناطیسی است. انواع گوناگون تابش الکترومغناطیسی، طیف کاملی را تشکیل می دهند که فرکانس ها و طول موج های مختلفی را در بر می گیرد. برای این موج ها، طول موج بلند به معنی فرکانس پایین، و طول موج کوتاه به معنی فرکانس بالاتر است. طول موج امواج رادیویی به چند متر یا حتی کیلومتر می رسد، اما ریز موج ها ( میکروویوها ) طول موج هایی برابر چند سانتی متر یا میلی متر دارند. طول موج تابش فروسرخ، بین چند هزارم تا چند دهم میلی متر، و طول موج نور مرئی برابر چند ده هزارم میلی متر است. پرتوهای ایکس، طول موج هایی در حدود چند میلیونیم میلی متر دارند و طول موج های کوتاه تر از این نیز به پرتوهای گاما مربوط می شود که شکلی از رادیواکتیویته هسته های بعضی اتم ها هستند .
فرکانس - بسامد
فرکانس یا بسامد مقیاسی است برای آن که یک فرایند در چه فواصلی خودش را تکرار می کند. از فرکانس برای توصیف حرکت امواج استفاده می شود. فرکانس موج نشان می دهد که در یک زمان معین، چند بار سیکل یا دور حرکت موجی تکرار می شود. در واحد های بین المللی ، فرکانس را بر حسب هرتز( Hz ) بیان می کنند که نشان دهنده یک سیکل موج در هر ثانیه است. امواج الکترومغناطیسی با طیف وسیعی از فرکانس ها مورد استفاده قرار می گیرند: امواج رادیویی فرکانس هایی برابر چند صد هزار هرتز یا چند میلیون هرتز دارند، اما فرکانس امواج نور به صدها میلیون هرتز می رسد.. امواج صوتی که امواج ارتعاشی منتشر شده در هوا هستند، نسبت به نور، فرکانس های بسیار پایین تری دارند. ما آن دسته از صدها را می شنویم که فرکانس آن ها بین 20 تا 20000 هرتز باشد. نت های موسیقی نیز فرکانس های مختلفی دارند که برای مثال، فرکانس ( C وسط ) برابر Hz 256 است. فرکانس یا بسامد یک موج به طول موج آن مربوط می شود. تندی یا سرعت موج از حاصلضرب فرکانس و طول موج به دست می آید، بنابرین برای یک تندی مشخص، امواج دارای فرکانس بالاتر ، طول موج های کوتاه تری دارند.
فرکانس بسیار بالا ( VHF )
فرکانس بسیاار بالا یا VHF نام آن دسته از امواج رادیویی است که فرکانس آن ها از فرکانس امواج رادیویی دیگر بالاتر است، اما به امواج دارای فرکانس فوق العاده بالا ( UHF ) نمی رسد. امواج VHF فرکانسی در حدود MHz 100 ( صد میلیون سیکل در ثانیه ) دارند، در حالی که فرکانس امواج رادیویی دیگر فقط به چند صد کیلوهرتز (KHz ) یا چند صد هزار هرتز می رسد. فرکانس بالاتر ( VHF ) بدان معنی است که سیگنال ها در مقایسه با امواج رادیویی معمولی می توانند اطلاعات بیشتری را حمل کنند. اما عیب سیگنال های VHF آن است که به سادگی برفراز تپه ها پراکنده نمی شوند و بر خلاف امواج رادیویی دارای فرکانس پایین تر، از یونوسفر نیز منعکس نمی شوند. به این ترتیب، این نوع امواج برای ارسال سیگنال های رادیویی به نقاط بسیار دور و یا استفاده در مناطق کوهستانی، کارایی زیادی ندارند. تفاوت سیگنال های رادیویی VHF با سایر سیگنال ها معمولا در آن است که فرکانس ( و نه دامنه ) موج رادیویی هنگامی که سیگنال صدا به موج حامل اضافه می شود، تغییر می کند.این عمل را مدولاسیون فرکانس ( FM ) می نامند ( در مقابل مدولاسیون دامنه یا AM ).
فرکانس فوق العاده بالا ( UHF )
فرکانس فوق العاده بالا ( UHF ) نام بخشی از تابش الکترو مغناطیسی است که فرکانس آن حتی از فرکانس امواج رادیویی VHF بیش تر است. موج UHF فرکانسی بین 300 تا MHz 3000 دارد ( یک MHz برابر یک میلیون سیکل در ثانیه است ). به دلیل همین فرکانس فوق العاده بالا، امواج رادیویی UHF ، در مقایسه با موج رادیویی معمولی یا سیگنال VHF ، می توانند اطلاعات بسیار بیش تری را حمل کنند. برای مثال، از امواج رادیویی UHF برای پخش سیگنال های تلویزیونی استفاده می شود. این سیگنال ها اطلاعات فراوانی را در بر می گیرند، زیرا هر بار که باریکه لامپ پرتو کاتدی دستگاه تلویزیون، از روی نقطه ای از صفحه آن عبور می کند، باید یکی از سه رنگ به آن نقطه داده شود. در هر ثانیه صدها هزار نقطه بین 25 تا 30 بار پوییده می شوند، بنابرین باید در هر ثانیه ده ها میلیون قطعه اطلاعاتی حمل شود. از سیگنال های UHF برای برقراری ارتباط با ماهواره ها و سایر سفینه های فضایی نیز استفاده می کنند . در این مورد نیز این سیگنال ها امکان آن را فراهم می آورند که اطلاعات فراوانی انتقال داده شود و به علاوه به سادگی از یونوسفر می گذرند. یونوسفر لایه ای در قسمت بالای اتمسفر است که امواج رادیویی معمولی را منعکس می کند.
"فرهنگنامه علمی دانش اموز " ترجمه ی مهندس محمود سالک
+ نوشته شده در پنجشنبه بیست و سوم اردیبهشت ۱۳۸۹ ساعت 18:45 توسط MEC
GENERAL INFORMATION