Elektromagnetické záření

PŘEHLED ELEKTROMAGNETICKÉHO ZÁŘENÍ / VLNĚNÍ

přehled elektromagnetického vlnění podle frekvencí a vlnových délek:

tabulka na

http://www.labo.cz/mft/rad_pasma.htm

náhled:

obrázek – tabulka zjednodušená

další znázornění elmg spektra – obrázky:

VLASTNOSTI

jednotlivých druhů elektromagnetického záření – na webových stránkách: http://www.army.cz/images/id_8001_9000/8753/radar/k21.htm

na těchto webových stránkách se také zájemci dočtou hlavní věci o radarech…

náhled stránky:

JAK ELEKTROMAGNETICKÉ ZÁŘENÍ VZNIKÁ

elementární dipól

při pohybu dvou částic s opačným nábojem se mění i elektrické pole, které je obklopuje, s to tak, jak znázorňuje obrázek níže. Když si své pozice mění (kladný „náboj“ vystřídá záporný „náboj“), siločára znázorňující elektrické pole se uzavře a pohybuje se dál do prostoru

Můžeme (na anténu) přivádět el. proud tak, aby v jednu chvíli byla jedna část nabita kladně a druhá záporně, a to se periodicky mění (viz. např. průběh střídavého proudu a také níže na této stránce: SIGNÁL). Potom to s elektrickým polem v okolí takové antény vypadá takto (statický obrázek):

a pokud bychom si správně představili situaci v čase, tak dochází ke změně elektrického pole v okolí antény takto:

toto bylo znázornění v rovině, ve skutečnosti jde o záření v prostoru, tedy takto:

dipole

Anténa převádí elektrický signál, který do ní přivádíme, na změnu elektrického pole v jejím okolí a tato změna se šíří dál prostorem.

Každá změna elektrického pole má za následek změnu magnetického pole v tom místě, a tedy směrem od antény se šíří nejen změny elektrického, ale i magnetického pole.

dipole

ŠÍŘENÍ ELMG VLNĚNÍ

Směr toho šíření si můžeme představit jako paprsek (v případě viditelného světla toto pojmenování opravdu používáme), a má dvě složky, jednu elektrickou a jednu magnetickou, které jsou na sebe vzájemně kolmé a mají stejný „průběh“, např. sinusový.

dvě složky elektromagnetické vlny si můžeme představit ne pomocí dvojrozměrného, ale trojrozměrného grafu, kde obě složky jsou na sebe navzájem kolmé, viz. obrázek:

po kliknutí na obrázek se spustí jeho animace

aplet ke stažení na

https://phet.colorado.edu/cs/simulation/legacy/radio-waves

lze pohybovat nábojem na vysílací a anténě, můžete si zvolit zobrazení vlny, pole,

SIGNÁL

Signál, který přivádíme do antény vzniká modulací střídavého napětí o vysoké frekvenci, které vzniká v oscilátoru

OSCILÁTOR je elektronický obvod s indukčností a kapacitou. Tyto dvě veličiny mohou být reprezentovány součástkami jako např. cívka (indukčnost L, jednotka 1H , henri) a kondenzátorem (kapacita C, jednotka 1F, farad), ale je možné využít jiných součástek, např. kapacitní diody a podobně.

Frekvence signálu, který vychází z oscilátoru, je dána těmito dvěma parametry L a C, proto také oscilační obvod nazýváme LC obvody (čti: „elcé obvody“)

animace LC obvodu:

https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=ele_elmg&l=cz

Zvuk nebo obraz se do signálu zakóduje pomocí tzv. modulace. Na vysokofrekvenční signál (nosný signál) vytvořený v LC obvodu se namoduluje určitým způsobem informace o přenášeném zvuku nebo obrazu (modulační signál) a vznikne tak modulovaný signál.

Existuje více typů modulace, dělí se na spojité a impulzní.

Mezi spojité patří amplitudová modulace (AM) , frekvenční modulace (FM), fázová (PM)

Impulzní modulace se dělí na nekvantované a kvantované. Další podrobnosti se dozvíte až na SŠ

VYSÍLAČ a PŘIJÍMAČ

Přenos elmg záření funguje na rezonančním principu – anténa přijímače zachytí nejsilněji ten signál, na který je naladěn LC obvod v přijímači, ostatní signály potlačí.

schematické znázornění vysílače (klikněte na náhled):