Радиоволны: вчера, сегодня, завра...

Муниципальное казённое образовательное учреждение

Приобская средняя общеобразовательная школа

Реферат

Радиоволны: вчера, сегодня, завтра…

ученик 9 «б» класс

                                                                                                                   Шацкий Дмитрий

                                                                                                                    учитель Барашкова                  

                                                                                                                Вера Алексеевна

Приобье

2013

План

1.Введение

2.Радиоволны

3.Как распространяются

4.Диапазон

5.Влияние

6.Литература

Введение

Предположим, ты снимаешь трубку телефонного аппарата, набираешь или называешь нужный номер. Вскоре ты слышишь голос товарища; а он - твой. Звуковые, колебания воздуха, созданные тобой, преобразуются микрофоном в электрические колебания звуковой частоты, которые по проводам передаются к аппарату твоего собеседника. Там, на другом конце линии, они с помощью телефона преобразуются в колебания воздуха, воспринимаемые твоим приятелем как звуки. В радиовещании, как и в телефонии, микрофон и телефон или головка громкоговорителя являются конечными звеньями длинной цепи. "Сердцем" передатчика любой радиостанции является генератор колебаний высокой частоты. Он вырабатывает (генерирует) ток высокой, но строго постоянной для данной радиостанции частоты. Этот ток, усиленный до необходимой мощности поступает в антенну и возбуждает в окружающем ее пространстве электромагнитные колебания той же частоты - радиоволны. Скорость удаления радиоволн от антенны радиостанции равна скорости света: 300000 км/с, что почти в миллион раз быстрее распространения звука в воздухе. Это значит, что если на Московской радиовещательной станции в некоторый момент времени включили передатчик, то ее радиоволны меньше чем за 1/30 с. дойдут до Владивостока, а звук за это время успеет распространиться всего лишь на 10м. Открытие радиоволн дало человечеству массу возможностей. Среди них: радио, телевидение, радары, радиотелескопы и беспроводные средства связи. Всё это облегчало нам жизнь. С помощью радио люди всегда могут попросить помощи у спасателей, корабли и самолёты подать сигнал бедствия, и можно узнать происходящие события в мире.

                                                              Радиоволны

Радиоволны – это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 000 км/сек). Кстати свет также относится к электромагнитным волнам, что и определяет их весьма схожие свойства (отражение, преломление, затухание и т.п.).
Радиоволны переносят через пространство энергию, излучаемую генератором электромагнитных колебаний. А рождаются они при изменении электрического поля, например, когда через проводник проходит переменный электрический ток или когда через пространство проскакивают искры, т.е. ряд быстро следующих друг за другом импульсов тока.
Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии. Частота электромагнитных волн показывает, сколько раз в секунду изменяется в излучателе направление электрического тока и, следовательно, сколько раз в секунду изменяется в каждой точке пространства величина электрического и магнитного полей. Измеряется частота в герцах (Гц) – единицах названных именем великого немецкого ученого Генриха Рудольфа Герца. 1 Гц – это одно колебание в секунду, 1 мегагерц (МГц) – миллион колебаний в секунду. Зная, что скорость движения электромагнитных волн равна скорости света, можно определить расстояние между точками пространства, где электрическое (или магнитное) поле находится в одинаковой фазе. Это расстояние называется длиной волны.

Самый простой случай — это распространение радиоволны в свободном пространстве. Уже на небольшом расстоянии от радиопередатчика его можно считать точкой. А если так, то фронт радиоволны можно считать сферическим. Если мы проведем мысленно несколько сфер, окружающих радиопередатчик, то ясно, что при отсутствии поглощения энергия, проходящая через сферы, будет оставаться неизменной. Ну, а поверхность сферы пропорциональна квадрату радиуса. Значит, интенсивность волны, т. е. энергия, приходящаяся на единицу площади в единицу времени, будет падать по мере удаления от источника обратно пропорционально квадрату расстояния.

Как распространяются радиоволны

Радиоволны излучаются через антенну в пространство и распространяются в виде энергии электромагнитного поля. И хотя природа радиоволн одинакова, их способность к распространению сильно зависит от длины волны.
Земля для радиоволн представляет проводник электричества (хотя и не очень хороший). Проходя над поверхностью земли, радиоволны постепенно ослабевают. Это связано с тем, что электромагнитные волны возбуждают в поверхности земли электротоки, на что и тратится часть энергии. Т.е. энергия поглощается землей, причем тем больше, чем короче длина волна (выше частота). Кроме того, энергия волны ослабевает еще и потому, что излучение распространяется во все стороны пространства и, следовательно, чем дальше от передатчика находится приемник, тем меньшее количество энергии приходится на единицу площади и тем меньше ее попадает в антенну. 
Передачи длинноволновых вещательных станций можно принимать на расстоянии до нескольких тысяч километров, причем уровень сигнала уменьшается плавно, без скачков. Средневолновые станции слышны в пределах тысячи километров. Что же касается коротких волн, то их энергия резко убывает по мере удаления от передатчика. Этим объясняется тот факт, что на заре развития радио для связи в основном применялись волны от 1 до 30 км. Волны короче 100 метров вообще считались непригодными для

дальней связи.
Однако дальнейшие исследования коротких и ультракоротких волн показали, что они быстро затухают, когда идут у поверхности Земли. При направлении излучения вверх,

короткие волны возвращаются обратно.

Диапазон

С учётом особенностей распространения, генерации и (отчасти) излучения весь диапазон радиоволн  принято делить на ряд меньших диапазонов: сверхдлинные волны, длинные волны, средние волны, короткие волны, метровые волны, дециметровые волны, сантиметровые волны, миллиметровые волны и субмиллиметровые волны (табл. 1). Деление радиочастот на диапазоны в радиосвязи установлено международным регламентом радиосвязи (табл. 2). Все это официальные, четко отграниченные участки спектра.
В то же время термин "диапазон" в зависимости от контекста может применяться для обозначения какого-то произвольного участка радиоволн/радиочастот (например - "любительский диапазон", "диапазон подвижной связи", "диапазон low band", "диапазон 2,4 ГГц" и т.п.)

Табл. 1. — Деление всего диапазона радиоволн на меньшие диапазоны. 
  

Табл. 2.1. — Диапазон радиочастот 

Табл. 2.2. — Диапазон радиоволн 

Длинные волны. Волны этого диапазона называются длинными, поскольку их низкой частоте соответствует большая длина волны. Они могут распространяться на тысячи километров, так как способны огибать земную поверхность. Поэтому многие международные радиостанции вещают на длинных волнах. Рисунок в примечании.

Средние волны распространяются не на очень большие расстояния, поскольку могут отражаться только от ионосферы (одного из слоев атмосферы Земли). Передачи на средних волнах лучше принимают ночью, когда повышается отражательная способность ионосферного слоя. Рисунок в примечании

Короткие волны многократно отражаются от поверхности Земли и от ионосферы, благодаря чему распространяются на очень большие расстояния. Передачи радиостанции, работающей на коротких волнах, можно принимать на другой стороне земного шара. Рисунок в примечании.

Ультракороткие волны (УКВ) могут отражаться только, от поверхности Земли и потому пригодны для вещания лишь на очень малые расстояния. На волнах УКВ-диапазона часто передают стереозвук, так как на них слабее помехи. (Рисунок в приложении).

Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны.
Амплитуда — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении.
Период(T) — время одного полного колебательного движения
Частота(v) — количество полных периодов в секунду

Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте:

Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)

Влияние радиоволн на организм и электроприборы

Кожный покров человека, точнее, его внешние слои, абсорбирует (поглощает) радиоволны, вследствие чего выделяется тепло, которое абсолютно точно можно зафиксировать экспериментально. Максимально допустимое повышение температуры для человеческого организма составляет 4 градуса. Из этого следует, что для серьёзных последствий человек должен подвергаться продолжительному воздействию довольно мощных радиоволн, что маловероятно в повседневных бытовых условиях. 
Впрочем, отдельные части тела (к примеру, глазные яблоки) вследствие меньшего снабжения кровью менее приспособлены к отводу тепла. 
Нетепловые эффекты от воздействия радиоволн также часто указываются в качестве возможных вредных факторов влияния на здоровье человека. Среди вероятных негативных эффектов озвучивают ухудшение кровообращения, затруднение деятельности головного мозга и даже генетические мутации. Кое-какие из этих предположений доказаны экспериментально, но дело заключается в том, что испытания проводились либо на животных, либо на клеточных культурах. Соответственно, вопрос о вредности нетермических эффектов от радиоволн для человека остаётся открытым. 
Много говорится в околонаучных и научных кругах и о помехах, которые радиоволны могут создавать для электроприборов. Широко известно, что электромагнитное излучение препятствует качественному приёму телесигнала. Смертельно опасны радиоволны для владельцев электрических кардиостимуляторов – последние имеют чёткий пороговый уровень, выше которого электромагнитное излучение, окружающее человека, подниматься не должно. 

Все приборы, позиционируемые производителями как защищающие от вредного воздействия радиоволн, на практике бесполезны. Единственно правильным способом является нахождение на максимально возможном расстоянии от передающей антенны. Установлено, что приближение к источнику излучения на близкое расстояние увеличивает дозу облучения чуть ли не в геометрической прогрессии. 
Конечно, мы не можем рассмотреть абсолютно все рукотворные объекты, являющиеся излучателями радиоволн. 

Но те, с которыми человек сталкивается в процессе своей жизнедеятельности, приведены ниже: 

• мобильные телефоны; 
• радиопередающие антенны; 
• радиотелефоны системы DECT; 
• сетевые беспроводные устройства; 
• Bluetooth-устройства; 
• сканеры тела; 
• бебифоны; 
• бытовые электроприборы; 
• высоковольтные линии электропередач. 

Литература

http://www.meanders.ru/radiovolny.shtml

http://cxem.net/beginner/beginner55.php

www.rf.atnn.ru