الفيزياء والفلك > فيزياء
سلسلة الأشعة الكهرومغناطيسية 2- الأمواج الراديوية
تُعتبرُ الأمواجُ الراديويةُ جزءاً من طيفِ الأمواجِ الكهرومغناطيسيةِ التي تتنوعُ بين الراديوية وتحتَ الحمراءِ والمرئيةِ وأنواعٍ أخرى.
للمزيدِ حولَ الطيفِ الكهرومغناطيسي عُد إلى الجزءِ الأولِ من السلسلة
تُعتبر الأمواجُ الراديويةُ من أضعفِ أنواعِ الأمواجِ الكهرومغناطيسية طاقةً؛ إذ تترواحُ أطوالَ موجاتها بين ميليمترٍ واحدٍ و حتى آلافِ الكيلومترات. لهذهِ الأمواجِ طولُ موجةٍ كبيرٍ نسبياً، أي أنّ لها تواتراً (تردداً) صغيراً نسبياً، فقد يتراوحُ تواترُ الأمواجِ الراديويةِ بين ثلاثة آلاف هيرتز ( 3 KHz ) وثلاثةِ مليارات هيرتز ( 300 GHz ).
تنتقلُ جميعُ الأمواجِ الكهرومغناطيسيةِ بسرعةِ الضوءِ، بما فيها الأمواجُ الراديويةُ رُغمَ ضَعفِ طاقتِها. ويمكنُ وصفُ أيةِ موجةٍ كهرومغناطيسيةٍ بالعلاقةِ التاليةِ التي تجمعُ خصائصها:
λ = c/f
λ : طول الموجة ، c: سرعة الضوء، f: تواتر ( تردد) الموجة
تعني هذه العلاقةُ أنّ طولَ الموجةِ يتناقص بازديادِ تواترها والعكسُ بالعكس. وبناءً على ذلك فقد قامت الإدارةُ الوطنيةُ للمعلوماتِ والاتصالاتِ " National Telecommunications and Information Administration" بتصنيفِ الأمواجِ الراديويةِ إلى إحدى عشر فئةٍ تبعاً لتواترِ هذه الأمواج.
كما ذكرنا مسبقاً، اختلافُ تواترِ موجةٍ يقابلهُ اختلافٌ في طولها، وبالتالي اختلافٌ في طاقتها، لذا يُستخدمُ كلّ نوعٍ من الأمواجِ المذكورةِ في الجدولِ أعلاه في مجالٍ معين. فعلى سبيلِ المثال: يُمكنُ إصدارُ أمواج ELFباستعمالِ أدواتٍ صناعيةٍ، كالمغانطِ والتياراتِ الكهربائيةِ، وأحدُ أقوى المصادرِ الطبيعيةِ لهذهِ الأمواجِ هي الصواعقُ (البرق)، فعندما تضربُ صاعقةٌ فإنها تصدرُ أمواجَ ELF بالإضافةِ إلى أمواجِ VLF. ترتدُّ تلكَ الأمواجُ عند ارتطامها بسطحِ الأرضِ، لتعودَ صاعدةً إلى طبقةِ الأيونوسفير فتصطدمُ بها وتعودُ مجدداً إلى سطح الأرض وهكذا... تتمتعُ هذهِ الأمواجُ بطولِ موجةٍ كبيرٍ، لذا يمكنُها اختراقُ الصخرِ والمسطحاتِ المائيةِ، وبالتالي يُمكنُ استخدامها للتواصلِ مع الغواصاتِ في أعماقِ البحارِ ومع مراكزِ الاتصالِ في داخلِ الكهوفِ والمناجم، لكنّ امتلاكَ هذه الأمواجِ تواتراً منخفضاً يُعتبرُ مشكلةً في نقلِ الأصوات إذ أنّ تواترها أصغرُ من التواترِ الذي يتحسّسُ له لاقط جهازِ الصوت، وبالتالي فإنّ الجهازَ لن يستطيعَ تحويلَ الموجةِ الكهرومغناطيسيةِ بشكلٍ فعّالٍ إلى صوتٍ يُمكنُ سماعُه، لذا تُستخدمُ تلكَ الأمواجُ في نقلِ البياناتِ الإلكترونيةِ بمعدلاتٍ بطيئةٍ جداً
مذياعُ تحويرِ الإشارةِ Amplitude Modulation Radio (AM)
يقومُ جهازُ الاستقبالِ في المذياعِ بالتقاطِ الإشارةِ وتحويلها إلى كلامٍ يُمكنُ سماعُه. يلتقطُ جهازُ الاستقبالِ أمواجَ MF و LF، ويصدرُ أمواجاً صوتيةً بتواتراتٍ تترواحُ بين 535 و 1700 كيلو هيرتز.
مذياعُ تحويرِ التواتر Frequency Modulation Radio (FM)
هذا النوعُ من الأجهزةِ هو الأكثرُ انتشاراً، وهو المفضلُ لدى الكثيرين، لأننا نسمعُ الصوتَ من خلالهِ بشكلٍ واضحٍ وبصوتٍ مرتفعٍ، لأنّ مستقبلَ الإشارةِ في هذا النوعِ يقومُ باستقبالِ أمواجٍ أقوى، كأمواج HFوVHF و UHFوالتي تمتلكُ طاقةً أعلى من سابقاتها، لذا فإنها تنقلُ الأصواتِ أو البياناتِ التي تحملها بفعاليةٍ أكبرَ في حالات خاصة.، كما تُستخدمُ في نقلِ الصورِ إلى أجهزةِ التلفازِ والبياناتِ إلى أجهزةِ الاتصالاتِ، وتؤمّنُ التواصلَ بين المستخدمينَ على الأرضِ وأجهزة الأقمارِ الصناعيةِ في الفضاء عبر تنقية GPS.
للأمواجِ الراديويةِ أيضاً علاقةٌ بالنجومِ والكواكبِ من حولنا، فجميعُ الأجرامِ السماويةِ من حولنا تضيء على المستوى الراديوي. فالشمسُ مثلاً تصدرُ أمواجاً راديويةً من نوعِ MF و HF من طبقتها التاجية، ومن هذا المنطلقِ يُمكنُ بفلاترَ خاصةٍ تحويلَ الموجةِ الراديويةِ إلى موجةٍ مرئيةٍ تمكننا من مشاهدةِ أجرامٍ سماويةٍ كانَ من غيرِ الممكنِ مشاهدتُها سابقاً.
المصادر: