موجات الراديو هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي (EM)، وهي تمتلك أطوال موجية أطول من الأشعة تحت الحمراء الموجودة في الطيف الكهرومغناطيسي. تستقبل هذه الأجهزة موجات الراديو وتحولها إلى اهتزازات ميكانيكية في السماعات لإنشاء موجات صوتية. وتتراوح ترددات هذه الموجات بين 3 كيلوهرتز و300 جيجاهرتز، وتتباين أطوالها الموجية ما بين 1 ملليمتر و100 كيلومتر. تنتقل موجات الراديو بسرعة الضوء، وتتم إسناد موجات الراديو التي تحدث بشكل طبيعي عن طريق البروق في معظم الأحيان.
استخدامات موجات الراديو
تُستخدم موجات الراديو المولدة بشكل اصطناعي للاتصالات اللاسلكية الثابتة والمتنقلة والبث والرادار وأنظمة الملاحة الأخرى ووسائل الاتصالات وشبكات الكمبيوتر و الأقمار الصناعية والتطبيقات الأخرى التي لا حصر لها. الترددات المختلفة لموجات الراديو لها خصائص انتشار عديدة في الغلاف الجوي للأرض ، وقد تغطي الموجات الطويلة جزءًا من الأرض بشكل متسق للغاية ، ويمكن أن تنعكس الموجات القصيرة في الفضاء الداخلي وتتنقل في جميع أنحاء العالم ، حيث تنحني أو تنعكس قليلاً وتنتقل على خط الأفق.
طيف ترددات موجات الراديو هو جزء صغير نسبيا من الطيف الكهرومغناطيسي ، وينقسم هذا الأخير عمومًا إلى سبع مناطق من أجل تقليل طول الموجة وزيادة الطاقة والتردد ، وفقًا لجامعة روتشستر. والتي يطلق عليها التسميات التالية : موجات الراديو ، الميكروويف أو الموجات الصغيرة ، الأشعة تحت الحمراء (IR) ، الضوء المرئي ، الأشعة فوق البنفسجية (UV) ، الأشعة السينية وأشعة جاما.
تاريخ اكتشاف موجات الراديو
توقع عالم الفيزياء الاسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل ، الذي طور نظرية موحدة للكهرومغناطيسية في سبعينيات القرن التاسع عشر ، وجود موجات الراديو ، وفقًا لمكتبة اسكتلندا الوطنية. في عام 1886 ، طبق هاينريش هيرتز ، وهو عالم فيزياء ألماني ، نظريات ماكسويل على إنتاج واستقبال الموجات اللاسلكية. استخدم هيرتز أدوات منزلية بسيطة،لإنشاء موجات كهرومغناطيسية. وأصبح هيرتز بذلك أول شخص يقوم بإرسال واستقبال موجات الراديو الخاضعة للرقابة. تسمى وحدة تردد موجة الراديو والتي تقدر بدورة واحدة في الثانية بهيرتز، نسبة لمكتشف موجات الراديو، وفقا للجمعية الأمريكية للعلوم المتقدمة.
خصائص موجات الراديو
زاوية انعكاس موجات الراديو على سطح معدني ناعم، والتي تسمى أيضا زاوية الانعكاس، تكون دائما مساوية لزاوية السقوط، أي الزاوية التي تصل بها الموجة إلى السطح. عند انعكاس الإشارة، عادة ما يحدث بعض فقدان الإشارة نتيجة للامتصاص أو مرور بعض الإشارات عبر الوسط. يمكن لمجموعة متنوعة من الأسطح أن تعكس موجات الراديو، بما في ذلك البحر والمستودعات والمباني والمعادن والخرسانة.
طول الموجة لها يتراوح بين 1 ملليمتر و 100 كيلومتر، والتردد يتراوح بين 300 جيجا هرتز وحتى 3 جيجا هرتز، والسرعة هي نفس سرعة الضوء وتبلغ 300,000 كيلومتر في الثانية. تقع موجات الراديو AM ضمن نطاق التردد 550 كيلو هرتز إلى 1600 كيلو هرتز، أما موجات الراديو FM فتقع ضمن نطاق التردد 88 ميجا هرتز إلى 108 ميجا هرتز.
تمتد موجات الراديو عبر الفضاء على شكل خط مستقيم، ولكن هناك استثناءان. الأول هو أنه يمكن للجاذبية أن تحرف مسارها قليلاً، والثاني هو أنه يمكن لموجات الراديو أن تنعكس عند التصادم بمواد معينة، تماماً كما يفعلالضوء عندما ينعكس عن المرايا.
تتمتع موجات الراديو بنفس سرعة أي موجة كهرومغناطيسية أخرى، وهي سرعة الضوء (300000 كم / ثانية). تختلف موجات الراديو عن بعضها البعض، حسب ترددها وطول موجتها، وتكون لها أطول موجة في الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله، وأشعة جاما لديها أعلى تردد وأقصر طول موجة. كلما كان طول الموجة أقصر، زاد التردد، وعادة ما يتم وصف الأشعة السينية وأشعة جاما من حيث الطاقة، والأشعة الضوئية والأشعة تحت الحمراء من حيث الطول الموجي، والراديو من حيث التردد.
حقائق مهمة عن موجات الراديو
يتم بث موجة الراديو على ترددات مختلفة، ويمكن أن تشمل موجات راديو FM التي تنتقل بين 88 ميجاهيرتز و 108 ميجاهيرتز، وموجات راديو AM التي تنتقل بين 550 كيلو هرتز و 1600 كيلو هرتز. يستخدم Wi-Fi موجات راديو توجهها جهاز التوجيه اللاسلكي للإنترنت على ترددات تتراوح بين 2.4 و 5.8 جيجاهيرتز. ويعتقد أنه إذا وجدت أشكال حياة أخرى في أماكن أخرى في الكون، فمن الممكن أن يسمع صدى موجات الراديو من الأرض على كواكب أخرى.
تعتبر الرسالة النصية وسيلة يتم إرسالها من الهاتف الجوال إلى هاتف آخر باستخدام موجات الراديو. ينتقل إشارة الراديو من الهاتف الجوال إلى برج يقوم بإرسالها إلى المستلم، مما يضمن وصول الرسائل إلى الشخص المناسب. قد تكون الأمواج الراديوية قصيرة جدا أو طويلة جدا، حيث يمكن أن تصل إلى طول موجي يصل إلى 62 ميكرومتر.
في عام 1932، تم اكتشاف أن الأجسام الفلكية تنبعث منها موجات الراديو، وتم تطوير نظام يسمح بإنشاء صور من موجات الراديو. يستخدم علماء الفلك التلسكوبات الراديوية لدراسة موجات الراديو المنبعثة من الكواكب والغبار والنجوم وسحب الغاز والمذنبات والمجرات الأخرى.