Kaip veikia radijo bangos?

EM arba elektromagnetinė spinduliuotė susideda iš magnetinio lauko ir elektrinio lauko. Šie laukai keliauja viena kitai statmenomis bangomis ir gali būti klasifikuojami pagal jų bangos ilgį, kuris yra atstumas tarp dviejų bangų smailių. Ilgiausios bangos ilgio EM spinduliuotės tipas yra radijo bangos. Kai dalelės pagreitėja arba keičia greitį ar kryptį, jos skleidžia EM spinduliuotę visame spektre, įskaitant ilgų bangų radijo bangas. Tai yra penki bendri būdai.

Juodasis kūnas yra objektas, kuris sugeria, tada vėl skleidžia radiaciją. Kaitinant objektą, jo atomai ir molekulės juda, o tai sukelia EM spinduliuotės išsiskyrimą, smailę pasiekiant skirtingame EM spektro taške, priklausomai nuo temperatūros. Pavyzdžiui, pašildytas metalo gabalas pirmiausia jausis šiltas ar infraraudonųjų spindulių spinduliu, tada švytės patekęs į matomos šviesos spektro dalį. Esant daug žemesnei temperatūrai, spinduliuojama radijo bangų ilgiu.

Kai dujų atomuose esantys elektronai išsiskiria arba pašalinami, jie jonizuojami. Tai, kaip ir juodųjų kūnų spinduliuotė, yra dar viena šiluminės emisijos forma. Tai priverčia jonizuotose dujose judėti įkrautas daleles, kurios pagreitina elektronus. Pagreitėjusios dalelės išskiria EM spinduliuotę, o kai kurie dujų debesys ją išleidžia radijo bangos ilgiu, pavyzdžiui, arti žvaigždžių formavimo sričių ar aktyvių galaktikos branduolių. Tai taip pat vadinama „nemokama“ emisija ir „bremsstrahlung“.

Trečiasis šiluminės emisijos tipas yra spektrinė linijos emisija. Atomuose esantiems elektronams transformuojantis iš aukšto į žemą energijos lygį, išsiskiria fotonas - be masės energijos vienetas, kurį galima laikyti lygiaverčiu bangai. Fotonas turi tą pačią energiją, kaip ir skirtumas tarp aukšto ir žemiausio lygio, iš kurio eina rinkimai ir į kuriuos. Kai kuriuose atomuose, pavyzdžiui, vandenilyje, fotonai skleidžiami EM spektro radijo srityje - vandenilio atveju - 21 centimetras.

Tai yra ne terminė emisijos forma. Sinchrotronų emisija įvyksta, kai daleles pagreitina magnetinis laukas. Paprastai elektronas yra įkrautas, nes jis turi mažiau masės nei protonai, todėl lengviau įsibėgėja. Tai leidžia lengviau reaguoti į magnetinius laukus. Elektronas sukasi aplink magnetinį lauką, taip skleisdamas energiją. Kuo mažiau energijos liko, tuo platesnis apskritimas aplink lauką ir ilgesnis jo skleidžiamos EM spinduliuotės bangos ilgis, įskaitant radijo bangų ilgius.

Maserai yra dar viena neterminės spinduliuotės rūšis. Žodis „maser“ iš tikrųjų yra trumpinys „Mikrobangų stiprinimas skatinant radiacijos spinduliavimą“. Jis panašus į lazerį, išskyrus tai, kad maseris sustiprina spinduliuotę ilgesniu bangos ilgiu. Maseris susidaro, kai įjungiama molekulių grupė, o po to veikiama tam tikro radiacijos dažnio. Dėl to jie skleidžia radijo fotonus. Jei energijos šaltinis iš naujo įjungia molekules, tai atstato procesą ir vėl išmetamas maseris.