Radio valovi su nevidljivi oblik elektromagnetskog zračenja (EMR) čija valna duljina varira od oko 0.04 inča (jedan milimetar) do preko 62,000 100,000 milja (0.04 300 km), što ga čini jednim od najširih raspona u elektromagnetskom spektru. “Radio” je sveobuhvatni izraz koji opisuje sve oblike EMR-a s valnom duljinom dužom od XNUMX inča (jedan milimetar) i frekvencijom ispod XNUMX GHz. Nastaje kretanjem električnog naboja, koji može biti posljedica električne struje ili nasumičnog gibanja atoma i molekula. Ovaj oblik EMR-a je ključan za ljudsku komunikaciju, a koristi se za televiziju, radio i mobilne telefone, kao i u radaru i astronomiji.
Kako se proizvode radio valovi
Sva elektromagnetska zračenja mogu se smatrati valovima koji se talasaju kroz elektromagnetsko polje, poput mreškanja u ribnjaku. Nastaju kada električki nabijena čestica, obično elektron, promijeni svoju brzinu ili smjer kretanja. To se može dogoditi na više načina, kao što je zagrijavanje atoma i molekula, te promjene u energetskim razinama elektrona; valovi koje generiraju radio odašiljači proizlaze iz strujanja električne struje. Frekvencija i valna duljina ovise o količini uključene energije, pri čemu veće frekvencije i kraće valne duljine ukazuju na veće energije. Ako je promjena energije relativno mala, mogu se proizvesti radio valovi.
Koristi
Najpoznatija upotreba radio valova je slanje slika, zvuka i teksta u obliku signala — duga valna duljina radija omogućuje mu da zaobiđe prepreke i putuje na velike udaljenosti, za razliku od vidljive svjetlosti i drugog zračenja viših frekvencija. Atmosfera apsorbira radio valove valne duljine manje od 10 metara. Duži valovi se odbijaju naprijed-natrag između ionosfere i tla, čineći radio idealnim za odašiljanje preko horizonta. Najniže frekvencije koriste se za komunikaciju s podmornicama, zbog njihove niske energije — za prikrivenost — i velike prodorne moći. Može se smatrati da ove niže frekvencije imaju više “basova”, što znači da prodiru dalje, posebno kroz guste medije kao što je voda.
Da bi se informacija poslala radio valovima, ona mora biti na neki način kodirana. Postoje dvije glavne metode, poznate kao amplitudna modulacija (AM) i frekvencijska modulacija (FM). U AM, informacija se kodira mijenjanjem amplitude ili visine valova, dok FM metoda uključuje korištenje promjena frekvencije za prijenos podataka. Obrasci različitih amplituda ili frekvencija se dekodiraju gdje se primaju kako bi se reproducirala izvorna informacija, a to mogu biti slike, zvukovi ili tekst. Na taj se način složene informacije mogu jeftino prenijeti na velike udaljenosti.
Radio astronomija je vitalno sredstvo za razumijevanje svemira. Zbog postojanja oblaka plina i prašine u galaksijama, postoji ograničenje količine informacija koje se mogu dobiti pomoću vidljive svjetlosti ili viših frekvencija EMR-a. Radio valovi, međutim, mogu proći kroz te prepreke, a mnogo od onoga što se naučilo o unutrašnjosti galaksija došlo je kroz analizu prirodnih radio izvora. Astronomi su također uspjeli detektirati zračenje iz samog Velikog praska, koji se, zbog širenja svemira, proširio od svojih početnih vrlo visokih frekvencija u mikrovalni raspon – to je poznato kao kozmičko pozadinsko zračenje (CMB ).
Učinci na zdravlje
Izražena je zabrinutost zbog mogućih učinaka na zdravlje izlaganja radio valovima, posebno onima u mikrovalnom rasponu, koje koriste mobilni telefoni i radari. Kada tkivo apsorbira radiofrekventno zračenje, ono može uzrokovati zagrijavanje. Smatra se da normalna ekspozicija ne uzrokuje probleme, ali biti u neposrednoj blizini snažnog radarskog odašiljača može biti potencijalno opasno. Očna leća je posebno osjetljiva na oštećenja uslijed zagrijavanja, a pretjerano izlaganje mikrovalnom zračenju potencijalno može dovesti do katarakte. Također postoji zabrinutost zbog dugoročnih učinaka česte upotrebe mobitela, ali od 2013. kliničke studije nisu bile uvjerljive.
Povijest
Radio valove je prvi predvidio 1865. James Clerk Maxwell, koji je smislio jednadžbe za elektromagnetizam, kasnije poznate kao Maxwellove jednadžbe. Radeći na odnosu između elektromagnetizma i svjetlosti, shvatio je da su mogući i drugi oblici elektromagnetskog zračenja, s valnim duljinama iznad i ispod vidljivog raspona. Postojanje zračenja niže valne duljine eksperimentalno je dokazano 22 godine kasnije, 1887., kada je Heinrich Hertz generirao radio valove u svom laboratoriju. U roku od nekoliko desetljeća bili su naširoko korišteni za prijenos informacija. Guglielmo Marconi i Nikola Tesla zaslužni su za rani pioniri na području radija, ali Marconi je patentirao prvi bežični telegrafski sustav 1896. godine.