Sóng radio

Sóng radio (hay còn gọi là sóng vô tuyến) là một loại sóng điện từ có bước sóng dài hơn vi ba, với tần số từ 3 kHz đến 300 GHz. Chúng di chuyển với vận tốc của ánh sáng và có nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghệ.

Khám phá và ứng dụng

Sóng vô tuyến được dự báo lần đầu qua tác phẩm toán học được xuất bản vào năm 1867 do James Clerk Maxwell viết. Maxwell nhận ra tính chất giống như sóng của ánh sáng và tương đồng trong các quan sát về từ trường và điện trường. Sau đó, ông đưa ra các phương trình mô tả sóng ánh sáng và sóng vô tuyến truyền trong không gian. Năm 1887, Heinrich Hertz đã chứng minh tính chính xác của sóng điện từ của Maxwell bằng cách tạo ra sóng vô tuyến trong phòng thí nghiệm của mình. Từ đó, sóng vô tuyến đã được sử dụng rộng rãi để truyền thông tin qua không gian.

Truyền tải

Nghiên cứu các hiện tượng điện từ như phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, phân cực và hấp thụ là vấn đề quan trọng trong việc tìm hiểu cách sóng vô tuyến truyền đi qua môi trường không gian tự do và trên bề mặt Trái Đất. Các tần số khác nhau sẽ chịu ảnh hưởng khác nhau trong khí quyển.

Tốc độ, bước sóng và tần số

Sóng vô tuyến truyền đi với vận tốc của ánh sáng trong không khí. Khi sóng vô tuyến va vào vật dẫn điện có kích thước bất kỳ, tốc độ lan truyền sẽ chậm lại phụ thuộc vào độ dẫn điện và hằng số điện môi.

Bước sóng là khoảng cách từ một đỉnh sóng này tới đỉnh sóng kế tiếp, tỉ lệ nghịch với tần số. Khoảng cách sóng vô tuyến đi được trong 1 giây ở không khí là 299.792.458 mét, đây là bước sóng của tín hiệu vô tuyến 1 Hz. Một tín hiệu vô tuyến 1 MHz có bước sóng là 299 mét.

Giao tiếp không dây

Để thu được tín hiệu vô tuyến, ví dụ như từ các đài vô tuyến AM/FM, cần sử dụng một anten vô tuyến. Tuy nhiên, anten sẽ nhận được hàng ngàn tín hiệu vô tuyến khác nhau vào cùng một thời điểm, do đó cần một bộ dò sóng vô tuyến để chọn lọc tần số cụ thể (hoặc dải tần số). Việc này thường được thực hiện thông qua một khung cộng hưởng, một mạch điện gồm tụ điện và cuộn cảm, được thiết kế để gia tăng tín hiệu sóng sin ở tần số vô tuyến cần thu, và loại bỏ các tín hiệu khác. Thông thường, có thể điều chỉnh điện cảm hoặc tụ điện để thay đổi tần số mong muốn.

Trong lĩnh vực y tế

Năng lượng từ tần số vô tuyến (RF) đã được sử dụng trong điều trị y tế hơn 75 năm, bao gồm cả các phẫu thuật không xâm lấn và điều trị rối loạn ngủ. Công nghệ cộng hưởng từ (MRI) sử dụng tần số vô tuyến để tạo hình ảnh cơ thể con người.

• Thiên văn vô tuyến

Chú thích

• James Clerk Maxwell, 'A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field', Tạp chí Triết học của Hội Triết học Hoàng gia London 155, 459-512 (1865).
• Heinrich Hertz: 'Electric waves; being researches on the propagation of electric action with finite velocity through space' (1893). Tập hợp Sách Lịch sử của Thư viện Đại học Cornell. In lại bởi Bộ sưu tập Sách số của Thư viện Đại học Cornell.
• Karl Rawer: 'Wave Propagation in the Ionosphere'. Kluwer, Dordrecht 1993. ISBN 0-7923-0775-5

Mẫu: Bức xạ