Raadiolained läbistavad meie keha ja iga millimeetrit meid ümbritsevas ruumis. Ilma nendeta on võimatu ette kujutada kaasaegse inimese elu. Raadiolained on tunginud meie elu igasse valdkonda. Rohkem kui 100 aastat on need olnud osa meie elust ja ilma nendeta on võimatu ette kujutada inimese olemasolu.
Mis see on?
Raadiolaine - elektromagnetkiirgus, mis levib ruumis erisagedusega. Sõna "raadio" tuleb ladinakeelsest sõnast "ray". Raadiolainete üheks tunnuseks on võnkesagedus, mida mõõdetakse hertsides. Seega on see nime saanud saksa teadlase, füüsiku Heinrich Hertzi järgi. Ta võttis vastu elektromagnetlaineid ja uuris nende omadusi. Lainete võnkumised ja selle sagedus on omavahel seotud. Mida kõrgem on viimane, seda lühemad on võnked.
Ajalugu
On olemas teooria, et raadiolained tekkisid suure paugu ajal. Ja kuigi magnetlained on alati eksisteerinud, avastas inimkond need suhteliselt hiljuti. 1868. aastal kirjeldas šotlane James Maxwell neid oma töös. Siis tõestas nende olemasolu teoreetiliselt saksa füüsik Heinrich Hertz. See juhtus 1887. aastal. Sellest ajast peale pole huvi magnetlainete vastu kuivanud. Raadiolaineid uuritakse paljudes maailma juhtivates instituutides.
Raadiolainete kasutusalad on ulatuslikud – need on raadio ja radar, televisioon, teleskoobid, radarid, mikrolaineahjud ja kõikvõimalikud juhtmevabad sidevahendid. Neid kasutatakse laialdaselt kosmetoloogias. Internet, televisioon ja telefon – kõik kaasaegsed side on võimatud ilma magnetlaineteta.
Raadiolainete laiendatud rakendused
Selle nähtuse uurimise kaudu saame saata teavet vahemaade taha. Raadiolained tekivad siis, kui juhti läbib kõrgsageduslik elektrivool. Paljud teadlased omistavad raadio leiutamise eelised iseendale. Ja peaaegu igas riigis on selline geenius, kellele me selle ainulaadse leiutise võlgneme. Meie riigis arvatakse, et Aleksander Stepanovitš Popov oli üks leiutajaid.
Raadio leiutamine sai alguse Edward Branly raadiodirigendist 1890. aastal. See prantsuse teadlane lõi oma seadme Heinrich Hertzi idee põhjal, mille kohaselt kui elektromagnetlaine tabab raadioseadet, tekib säde. Signaali vastuvõtmiseks kasutati Branly instrumenti. Esimesena katsetas seda seadet 40 meetri kõrgusel inglane Oliver Lodge 1894. aastal. Aleksander Popov täiustas Lodge'i vastuvõtjat. See juhtus aastal 1895.
Televisioon
Raadiolainete kasutamisel televisioonis on sama põhimõte. Teletornid võimendavad ja edastavad signaali teleritele ning need muundavad need juba pildiks. Raadiolainete kasutamine mobiilsides näeb välja sama. Vaja on ainult tihedamat retroserori tornide võrgustikku. Needtornid on tugijaamad, mis edastavad ja võtavad vastu abonendi signaale.
Wi-Fi-tehnoloogia, mis töötati välja 1991. aastal, on nüüdseks lai alt levinud. Tema töö sai võimalikuks pärast raadiolainete omaduste uurimist ja nende kasutamine on oluliselt laienenud.
See on radar, mis annab aimu maa peal, taevas ja meres ning kosmoses toimuvast. Tööpõhimõte on lihtne – antenni poolt edastatav raadiolaine peegeldub takistuselt ja naaseb signaalina tagasi. Arvuti töötleb seda ja annab andmeid objekti suuruse, liikumiskiiruse ja suuna kohta.
Radareid on alates 1950. aastast maanteedel kasutatud ka sõidukite kiiruse jälgimiseks. Selle põhjuseks oli autode kasvav hulk teedel ja vajalik kontroll nende üle. Radar on seade liikuva sõiduki kiiruse kaugmääramiseks. Politsei hindas selle seadme kasutamise mugavust ja paar aastat hiljem olid radarid kõikidel maailma teedel. Igal aastal on neid seadmeid muudetud, täiustatud ja tänapäeval on neid tohutult palju. Need on jagatud kahte rühma: laser ja "Doppler".
Raadiolainete omadused
Raadiolainetel on huvitavaid funktsioone:
- kui raadiolaine levib muus keskkonnas kui õhk, neelab see energiat;
- laine trajektoor on kõver, kui see on ebahomogeenses keskkonnas ja seda nimetatakse murdumiseksraadiolained;
- homogeenses sfääris levivad raadiolained sirgjooneliselt keskkonna parameetritest sõltuva kiirusega ja nendega kaasneb energiavoo tiheduse vähenemine kauguse suurenedes;
- kui raadiolained liiguvad ühest kandjast teise, siis need peegelduvad ja murduvad;
- difraktsioon on raadiolaine omadus minna ümber takistusest, mis nende teel kokku puutub, kuid siin on üks vajalik tingimus – takistuse suurus peab olema proportsionaalne lainepikkusega.
Lainete tüübid
Raadiolained jagunevad kolme kategooriasse: lühikesed, keskmised ja pikad. Esimesed hõlmavad laineid pikkusega 10–100 m, mis võimaldab luua suundantenne. Need võivad olla maapealsed ja ionosfäärilised. Lühikeste raadiolainete kasutamist leiti sides ja ringhäälingus pikkade vahemaade tagant.
Kesklainete pikkus varieerub tavaliselt 100-1000 m. Neile iseloomulikud sagedused on 526-1606 kHz. Keskmiste raadiolainete kasutamist rakendatakse paljudes Venemaa ringhäälingukanalites.
Pikk on laine vahemikus 1000 kuni 10 000 m. Kõiki, mis on üle nende arvude, nimetatakse ülipikkadeks laineks. Nendel lainetel on maad ja merd läbides madalad neeldumisomadused. Seetõttu on pikkade raadiolainete peamine rakendusala vee- ja maa-aluses sides. Nende eriomadus on vastupidavus elektrivoolule.
Järeldus
Lõpuks väärib märkimist, et raadiolainete uurimine jätkub tänaseni. Ja võib-olla toob see inimestele veel palju üllatusi.
