Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
В помощь читателю
Миллисекунды
Микросекунды
Наносекунды
От предметов к веществу
Коллективные явления
Электромагнитные колебания
Информационная емкость радиоволны
Пикосекунды
Фемтосекунды
Аттосекунды
Зептосекунды
Йоктосекунды
От секунды до года
Астрономические времена
Сонолюминесценция
Фолдинг белков
Возбужденные атомы
Ядерные распады
Элементарные частицы
Движение континентов
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram





Главная / Масштабы: времена / Наносекунды / Электромагнитные колебания

Наносекунды: 3. Электромагнитные колебания

Каждый вид равномерного движения — будь то свет, звуковая волна, или перемещение какого-то тела — дает нам дополнительную связь между типичными расстояниями и типичными временами

Каждый вид равномерного движения — будь то свет, звуковая волна, или перемещение какого-то тела — дает нам дополнительную связь между типичными расстояниями и типичными временами. На этой диаграмме можно проследить, как одно связано с другим. Например, расстояния порядка метра отвечают наносекундам, если речь идет о световых импульсах, миллисекундам, если о звуке, и секундному диапазону, если мы смотрим на движение окружающих нас тел

скорость света c ≈ 300 тыс. км/с = 0,3 м/нс

Каждый вид движения связывает масштабы расстояний и времен. Чем короче временные промежутки, тем меньше расстояния, которые можно пройти за это время. В наносекундном диапазоне всякое механическое движение заметно только на микроскопических расстояниях. И только свет и другие виды электромагнитных волн успевают за 1 наносекунду пройти вполне макроскопическое расстояние — около 30 см. Выражаясь фигурально, электромагнитные колебания — это единственная зацепка между наносекундами и макроскопическим миром.

Скорость света связывает длину волны λ и частоту f (или период T) электромагнитной волны:

λ = c T = с / f.

Скажем, колебание с периодом T = 10 нс отвечает частоте f = 100 МГц и длине волны λ = 3 метра. На шкале электромагнитных волн метровый диапазон длин волн отвечает коротким и ультракоротким радиоволнам; сюда попадает радиовещание с частотной модуляцией (FM), телевидение, множество выделенных диапазонов для гражданской связи и коммуникационных нужд различных служб.

Та исключительная роль, которую в современном технологическом обществе играет наносекундный диапазон периодов (т. е. мегагерцевый диапазон частот) электромагнитных колебаний, вполне объяснима. Мы излучаем и детектируем радиоволны обычными, макроскопическими антеннами. Мы также хотим, чтобы радиоволны не слишком блокировались естественными — а значит, тоже макроскопическими! — препятствиями. Это означает, что длины волн должны тоже быть макроскопическими — а значит, частоты должны попадать в мегагерцевый диапазон. Для еще более коротких волн требуются миниатюрные антенны — так уж устроен процесс излучения, — но тогда и поглощаться и рассеиваться окружающими предметами они будут намного сильнее. Более длинные волны, в принципе, подойдут. Но тут в игру вступает еще один важный аспект радиосвязи — информационный. И об этом стоит поговорить отдельно.

Назад: Коллективные явления  |  Далее: Информационная емкость радиоволны

 

Комментировать
 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия