როგორ მუშაობს რადიო ტალღები?

EM ან ელექტრომაგნიტური გამოსხივება შედგება მაგნიტური ველისა და ელექტრული ველისგან. ეს ველები მოძრაობენ ერთმანეთის პერპენდიკულარულ ტალღებში და მათი კლასიფიკაცია შესაძლებელია მათი ტალღის სიგრძის საფუძველზე, რაც მანძილია ორი ტალღის მწვერვალებს შორის. გრძელი ტალღის სიგრძის EM გამოსხივების ტიპია რადიოტალღები. როდესაც ნაწილაკები დააჩქარებენ, ან შეცვლიან სიჩქარეს ან მიმართულებას, ისინი გასცემენ EM გამოსხივებას მთელ სპექტრში, გრძელი ტალღის სიგრძის რადიოტალღების ჩათვლით. არსებობს ხუთი ზოგადი გზა, რაც ეს ხდება.

შავი სხეული არის ობიექტი, რომელიც შთანთქავს და ასხივებს რადიაციას. როდესაც ობიექტი თბება, მისი ატომები და მოლეკულები მოძრაობენ, რაც იწვევს EM გამოსხივების გამოყოფას, პიკს აღწევს სხვადასხვა წერტილში EM სპექტრის გასწვრივ, რაც დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. მაგალითად, ლითონის მწვავე ნაჭერი ჯერ თბილად ან ინფრაწითლად იგრძნობს თავს, შემდეგ ანათებს, როდესაც სპექტრის ხილული სინათლის ნაწილში მოხვდება. გაცილებით დაბალ ტემპერატურაზე რადიოტალღის სიგრძეზე გამოსხივება ხდება.

გაზების ატომებში ელექტრონების დაშლა ან გაშიშვლება ხდება, ისინი იონიზირდებიან. ეს, ისევე როგორც შავი სხეულის გამოსხივება, თერმული ემისიის კიდევ ერთი ფორმაა. ეს იწვევს იონიზირებულ გაზში დამუხტული ნაწილაკების გადაადგილებას, რაც აჩქარებს ელექტრონებს. დაჩქარებული ნაწილაკები გამოყოფენ EM გამოსხივებას, ხოლო ზოგიერთი გაზის ღრუბელი უშვებს მას რადიოტალღების სიგრძეზე, მაგალითად, ვარსკვლავის წარმომქმნელ რეგიონებთან ახლოს, ან აქტიური გალაქტიკური ბირთვებით. ეს ასევე მოიხსენიება როგორც ”თავისუფალი” ემისია და ”bremsstrahlung”.

მესამე ტიპის თერმული ემისია სპექტრული ხაზის ემისია. როდესაც ატომებში ელექტრონები გარდაიქმნებიან მაღალი ენერგიიდან დაბალ ენერგეტიკულ დონეზე, გამოიყოფა ფოტონი - უზომო ენერგიის ერთეული, რომელიც შეიძლება ტალღად ექვივალენტური იყოს. ფოტონს აქვს იგივე ენერგია, როგორც განსხვავება მაღალ და დაბალ დონეებს შორის, რომლიდანაც არჩევნები გადადის. ზოგიერთ ატომში, მაგალითად, წყალბადის, ფოტონები გამოიყოფა EM სპექტრის რადიო რეგიონში - 21 სანტიმეტრი, წყალბადის შემთხვევაში.

ეს არის ემისიის არა თერმული ფორმა. სინქროტრონის ემისია ხდება მაშინ, როდესაც ნაწილაკები დააჩქარებენ მაგნიტური ველით. როგორც წესი, ელექტრონი დამუხტულია, რადგან მას პროტონებზე ნაკლები მასა აქვს და, შესაბამისად, უფრო ადვილად აჩქარებს. ეს მას უფრო ადვილად რეაგირებს მაგნიტურ ველებზე. ელექტრონი ტრიალებს მაგნიტური ველის გარშემო და აძლევს ენერგიას. რაც უფრო ნაკლები ენერგია აქვს დარჩენილი, მით უფრო ფართოა წრე ველის გარშემო და მით უფრო დიდხანს გამოსცემს EM გამოსხივების ტალღის სიგრძეს, მათ შორის რადიოტალღის სიგრძეს.

მასერები არა თერმული გამოსხივების კიდევ ერთი სახეობაა. სიტყვა "მასერი" სინამდვილეში აბრევიატურაა მიკროტალღური ღარის გამაძლიერებლად, გამოსხივების სტიმულირებული გამოყოფით. იგი ლაზერის მსგავსია, გარდა იმისა, რომ მასერი გაძლიერებულია გამოსხივება უფრო გრძელი ტალღის სიგრძეზე. მასერი იქმნება, როდესაც მოლეკულების ჯგუფს ენერგია ეძლევა, შემდეგ კი ხდება რადიაციის გარკვეული სიხშირე. ეს იწვევს მათ რადიო ფოტონის გამოსხივებას. თუ ენერგიის წყაროს მოლეკულების ხელახლა ენერგია მოაქვს, ეს აღადგენს პროცესს და მასერი კვლავ გამოიყოფა.