Шкала електромагнітних хвиль

 Електромагнітні хвилі відрізняються частотою, а отже, й довжиною хвилі.

Різницею частот пояснюється той факт, що деякі властивості електромагнітних хвиль суттєво різняться.

Шкала (спектр) електромагнітних хвиль — безперервна послідовність частот і довжин існуючих у природі електромагнітних хвиль.

 

Радіохвилі — від наддовгих із довжиною понад 10 км до ультракоротких і мікрохвиль із довжиною меншою 0,1 мм — породжуються змінним електричним струмом.

Електромагнітні хвилі радіодіапазону застосовують:

• мобільний зв’язок;
• радіомовлення та телебачення;
• радіолокація (виявлення, розпізнання та дослідження різноманітних об’єктів);
• GPS-навігація, GPS-моніторинг (визначення розташування транспортних засобів і людей);
• зв’язок із космічними апаратами.

Електромагнітні хвилі оптичного діапазону випромінюються збудженими атомами.

  

Інфрачервоне (теплове) випромінювання (довжина хвилі становить від 780нм до 1−2мм).
Інфрачервоні промені застосовують:
- в промисловості для сушіння лакофарбових поверхонь, деревини, зерна.
- у пультах дистанційного керування, системах автоматики, охоронних системах.
 

Тепловізори — прилади нічного бачення, які «відчувають» інфрачервоні хвилі довжиною 3−15мкм.
 

Видиме світло — область електромагнітного випромінювання, що безпосередньо сприймається людським оком (довжина хвилі 400−780нм).

 

Ультрафіолетове випромінювання (довжина хвилі 10−400нм).
Ультрафіолетове випромінювання, має високу хімічну активність. Застосовують для дезінфекції повітря в лікарнях і місцях великого скупчення людей.
Основне джерело природного ультрафіолетового випромінювання — Сонце.
У великих дозах ультрафіолетове випромінювання є шкідливим для здоров’я людини.
У невеликих кількостях ультрафіолет добре впливає на людину, адже сприяє виробленню вітаміну D, зміцнює імунну систему, стимулює низку важливих життєвих функцій в організмі.

 

Рентгенівське випромінювання (довжина хвилі 0,01−10нм) виникає внаслідок швидкого (ударного) гальмування електронів, а також у результаті процесів усередині електронних оболонок атомів.
Рентгенівське випромінювання застосовують:
- у медицині (кісткові тканини менш прозорі для рентгенівського випромінювання, ніж інші тканини організму людини, тому кістки чітко видно на рентгенограмі);
- у промисловості (для виявлення дефектів);
- у хімії (для аналізу сполук);
- у фізиці (для дослідження структури кристалів).
Рентгенівське випромінювання чинить руйнівну дію на клітини організму, тому застосовувати його потрібно надзвичайно обережно.

 

γ–випромінювання (довжина хвилі менша 0,05нм) випускається збудженими атомними ядрами під час ядерних реакцій, радіоактивних перетворень атомних ядер і перетворень елементарних частинок.
γ-випромінювання використовують:
- у дефектоскопії (для виявлення дефектів усередині деталей);
- у сільському господарстві та харчовій промисловості (для стерилізації харчів);
- у лікуванні онкологічних захворювань — для знищення ракових клітин (променева терапія).

Радіохвилі з різними довжинами хвиль по-різному поширюються біля поверхні Землі. Радіозв’язок здійснюють на довгих(10000−1000м), середніх(1000−100м), коротких(100−10м) та ультракоротких (менш ніж 10м) хвилях.

  

Ультракороткі радіохвилі:

- поширюються в межах прямої видимості;

- можна посилати вузькими пучками (менш розсіюються, що дозволяє застосовувати менш потужні передавачі та простіше приймати).

 

Ультракороткі радіохвилі застосовують для радіолокації, бездротового зв’язку, супутникового телебачення.

 

Стільниковий зв’язок — один із видів мобільного радіозв’язку, в основі якого лежить стільникова мережа (частотою від 450 до 3000МГц).
Основні складові стільникової мережі: стільникові телефони, базові станції, центри комутації.

Радіолокація — спосіб виявлення, розпізнання та визначення місця розташування об’єктів за допомогою радіохвиль.

 

Радіолокатор (радар) — забезпечує випромінювання радіохвиль, а також приймання радіохвиль, які відбиваються від об’єкта.

 

Режими роботи радіолокатора:
- пошук (сканування) антена радіолакатора весь час сканує простір (наприклад, повертається по горизонталі й одночасно рухається вниз-угору);
- спостереження антена весь час напрямлена на обраний об’єкт.

 

Радіосигнал, який посилає радіолокатор, являє собою дуже потужний імпульс. Щойно імпульс послано, антена радіолокатора автоматично перемикається на прийом: радіолокатор «слухає» ефір —  чекає на відбитий сигнал.
Через певний інтервал часу (значно більший за тривалість імпульсу) антена знову перемикається на радіопередавач і радіолокатор посилає наступний імпульс.

 

 

Відстань s до об’єкта визначають за часом t проходження радіоімпульсу до цілі й назад.

S=c⋅t2

Застосування радіолокації:
- повітряні, морські й океанські судна;
- аеропорти;
- морські порти;
- наукові дослідження;
- метрології;
- сільському та лісовому господарствах;
- космічні дослідження.