3. Шкала електромагнітних випромінювань. Стисла характеристика радіохвиль

Ми знаємо, що довжина електромагнітних хвиль буває всілякої: від значень порядку 10³ м (радіохвилі) до 10^-8 см (рентгенівські промені).

Випромінювання різної довжини хвилі дуже сильно відрізняються друг від друга по поглинанню їхньою речовиною. Короткохвильові випромінювання (рентгенівське й особливо g-промені) поглинаються слабко. Непрозорі для хвиль оптичного діапазону речовини прозорі для цих випромінювань. Коефіцієнт відбиття електромагнітних хвиль також залежить від довжини хвиль.

Вся шкала електромагнітних хвиль є свідченням того, що всі випромінювання мають одночасно квантові й хвильові властивості. Квантові й хвильові властивості в цьому випадку не виключають, а доповнюють один одного. Хвильові властивості яскравіше проявляються при малих частотах і менш яскраво - при більших. І навпаки, квантові властивості яскравіше проявляються при більших частотах і менш яскраво - при малих. Чим менше довжина хвилі, тим яскравіше проявляються квантові властивості, а чим більше довжина хвилі, тим яскравіше проявляються хвильові властивості.

Хвилі різних частот по-різному поширюються в межах Землі й у космічному просторі й у зв'язку із цим знаходять різне застосуваннях. З урахуванням особливостей поширення, генерації й випромінювання весь діапазон радіохвиль прийнятий ділити на ряд піддіапазонів.

Радіохвилі мають різноманітне застосування: радіозв'язок, радіомовлення, радіотелефонний зв'язок, телебачення, радіолокація, радіометеорологія та ін. У всіх перерахованих випадках радіохвилі є засобом передачі на відстань без проводів тієї або іншої інформації: мови, телеграфних сигналів, зображення. Радіохвилі використаються для визначення напрямку й відстані до різних об'єктів, для одержання відомостей про будову верхніх шарів атмосфери та ін.

Найважливішою властивістю електромагнітних хвиль є їхня здатність поширюватися в навколишньому просторі зі швидкістю світла. Відстань, на яке поширюється хвиля за час одного коливання струму в антені, називається довжиною хвилі. У Земному просторі дуже багато електромагнітних хвиль із різною частотою (рентгенівські промені, світлові хвилі та ін.) Електромагнітні хвилі, що займають спектр частот приблизно від 3·10³ до 3·10¹² Гц, називаються радіохвилями. Так як у залежності від довжини радіохвиль змінюються особливості їх розповсюдження, увесь спектр радіохвиль розбивають на окремі діапазони:

1. Міріаметрові (наддовгі) 10³ до 3·10⁴ Гц (радіонавігація, грозове попередження);

2. Кілометрові (довгі) 10⁴ до 3·10⁵ Гц (радіозв’язок , радіонавігація);

3. Гектометрові (середні) 3·10⁵до 3·10⁶ Гц (радіозв’язок, радіомовлення, радіонавігація);

4. Декаметрові (короткі) 3·10⁶ до 3·10⁷ Гц (радіозв’язок, радіомовлення);

5. У

   Радіозв’язок, радіомовлення, телебачення, радіолокація, радіорелейний зв'язок , радіонавігація та ін.

   льтракороткі:

метрові 3·10⁷ до 3·10⁸ Гц

дециметрові 3·10⁸ до 3·10⁹ Гц

сантиметрові 3·10⁹ до 3·10¹⁰ Гц

6. Міліметрові: 3·10¹⁰ до 3·10¹¹ Гц

7. Дециміліметрові: 3·10¹¹ до 3·10¹² Гц

Їхньої особливості:

На поширення радіохвилі впливають наступні фактори: довжина хвилі; висота "підвісу" антен (приймальні й передавальної); рельєф місцевості; вплив навколишнього середовища (сонячна активність, сезон, час доби та ін.); довжина хвилі.

Розрізняють наступні діапазони хвиль: довгі хвилі; середні хвилі; короткі хвилі; ультракороткі хвилі.

a). довгі хвилі (далі ДХ) - це електромагнітні хвилі довше 3000 м (частота коливань більше 1000 кГц). Вони порівняно добре обгинають земну поверхню за рахунок явища дифракції радіохвиль. У міру подовження хвилі зменшуються втрати енергії в ґрунті (воді) і поліпшуються умови відбиття радіохвиль від іоносфери, що приводить до збільшення дальності дії радіостанції. При відстані менш 100 км до передавачів ДХ переважають сигнали, що поширюються уздовж земний поверхні, а на більших відстанях вирішальну роль грають сигнали, відбиті від іоносфери.

b). середні хвилі (далі СХ) - це електромагнітні хвилі довжиною від 200 до 3000 м, що відповідає частотам 1500-100 кГц. Енергія СХ дуже сильно поглинається в ґрунті й морській воді (з укороченням довжини хвилі поглинання збільшується).

c). короткі хвилі (далі КХ) - це електромагнітні хвилі довжиною від 10 до 200 м, що відповідає частоті коливань від 30 МГц до 1,5 МГц. Основною особливістю поширення КХ є їхня здатність відбиватися від іоносфери при порівняно невеликих втратах. Відбита від іоносфери хвиля, на більших віддаленнях від передавача повертаються на землю, що й дозволяє встановити радіозв'язок між крапками, закритими друг від друга опуклістю земної кулі.

d). ультракороткі хвилі (далі УХВ) - це радіохвилі коротше 10м, що відповідає електромагнітним коливанням із частотою більше 30МГц. УКХ у звичайних умовах не відбиваються від іоносфери. Прямі хвилі, що поширюються поблизу поверхні землі, сильно нею поглинаються. Діапазон УКВ прийнятий розбивати на: метрові, дециметрові, сантиметрові й міліметрові.