Начнем с того, что все колебания в мире по своей природе делятся на механические (звук, например) и электромагнитные. Так вот радиоволны — это самый длинный тип электромагнитных волн. По размеру они могут быть от длины футбольного мяча до... нашей планеты и даже больше! В отличие от звука, которому нужна какая-то среда (скажем, воздух или вода), радиоволны прекрасно себя чувствуют даже в близком к вакууму космосе. Там они, очевидно, носятся со скоростью света — около 300 000 километров в секунду.
Радио активно: как устроены радиоволны и чем отличаются AM и FM
Почему в машине FM-волна дает чистый звук любимой песни, но чтобы поймать новости за городом, приходится переключаться на AM? Как старые приемники ловят «голоса за горизонтом», а цифровое радио звучит как с компакт-диска? Все дело в удивительной физике радиоволн. Как работает радио, чем отличаются AM и FM и почему даже спустя сто лет эфир остается одним из главных чудес техники — в этом материале.
magnific.com
Что такое радиоволны и как они устроены?
Электрическая и магнитная компоненты электромагнитной волны
Все, что имеет переменное магнитное поле (например, искра или ток в антенне), может породить радиоволну. Они излучаются во все стороны и, затухая с расстоянием (по закону обратных квадратов), все же могут преодолевать огромные дистанции. Это свойство позволяет нам слушать радио, общаться со спутниками и даже заглядывать в самые далекие галактики с помощью радиотелескопов.
Ионосфера Юпитера излучает волны длиной около 15 метров.
О принципе работы радио
Процесс того, как музыка и голос ваших любимых радиоведущих седлают волну и долетают до вашего приемника состоит из нескольких шагов.
-
Передача. На радиостанции звук преобразуется в электрический сигнал. С помощью специального устройства — модулятора — как бы накладывается на несущую волну очень высокой частоты.
-
Излучение. Мощный передатчик подает этот комбинированный сигнал на антенну, а она начинает излучать в пространство электромагнитные волны.
-
Прием. Ваш радиоприемник (в машине, телефоне, на кухне) ловит эти волны своей антенной. Крошечное количество энергии улавливается и усиливается.
-
Демодуляция. Самое хитрое устройство в приемнике — это детектор. Он отделяет от несущей волны тот самый звуковой сигнал. Это работает как решето, которое из хаоса колебаний отсеивает именно то, что было записано в студии.
-
Звук. Очищенный сигнал подается на динамик, который обратно превращает его в механические колебания воздуха — и вы слышите любимый трек или прогноз погоды.
Простейший приемник может не иметь батареек. Например, классический детекторный приемник забирал энергию прямо из волн радиостанции. Правда, ее хватало только на шепот в наушниках.
Амплитуда и частота: чем отличаются AM и FM?
В левом углу ринга AM — Amplitude Modulation, т.е. амплитудная модуляция. В правом — FM, Frequency Modulation, частотная модуляция.
Запомнить просто: АМ — «Амплитуда Меняется», но звук страдает от помех. А FM — это «Чистая Музыка», но ловить ее лучше рядом с городом.
Радио и в цифровую эпоху продолжает жить свою лучшую жизнь: спутниковое радио, интернет-вещание, подкасты... Но старые добрые AM и FM- частоты по-прежнему наполнены музыкой, историями и голосами. И как только вы включаете приемник, вы становитесь частью невидимого и очень волшебного мира, где физика дружит с искусством, а прошлое — с настоящим.