Як працюють радіохвилі?

ЕМ або електромагнітне випромінювання складається з магнітного поля та електричного поля. Ці поля рухаються у хвилях, перпендикулярних один одному, і їх можна класифікувати на основі їх довжини хвилі, яка є відстанню між піками двох хвиль. Тип ЕМ-випромінювання з найбільшою довжиною хвилі - радіохвилі. Коли частинки прискорюються, або змінюють швидкість або напрямок, вони видають ЕМ випромінювання по всьому спектру, включаючи радіохвилі з довгими хвилями. Існує п’ять загальних способів, як це відбувається.

Чорне тіло - це об’єкт, який поглинає, а потім знову випромінює випромінювання. Коли об'єкт нагрівається, його атоми та молекули рухаються, що призводить до виділення ЕМ-випромінювання, що досягає максимуму в іншій точці спектра ЕМ залежно від температури. Наприклад, нагрітий шматок металу спочатку відчуватиме тепло або інфрачервоне світло, а потім буде світитися, потрапляючи у видиму частину спектра світла. При набагато нижчих температурах випромінюється на радіохвилях.

Коли електрони в атомах газу витісняються або позбавляються, вони іонізуються. Це, як і випромінювання чорних тіл, є ще однією формою теплового випромінювання. Це призводить до руху заряджених частинок в іонізованому газі, що прискорює електрони. Прискорені частинки випускають ЕМ-випромінювання, а деякі газові хмари випускають його на радіохвилях, таких як близькі до зоноутворюючих областей або активні галактичні ядра. Це також називають "безкоштовним" викидом та "гальмівним випромінюванням".

Третім видом теплового випромінювання є спектральне випромінювання лінії. Коли електрони в атомах перетворюються з високого на низький енергетичний рівень, виділяється фотон - безмасова енергетична одиниця, яку можна вважати еквівалентною хвилі. Фотон має ту саму енергію, що і різниця між високим та низьким рівнями, на які переміщуються вибори. У деяких атомах, таких як водень, фотони випромінюються в радіообласті ЕМ-спектру - 21 сантиметр, у випадку водню.

Це нетеплова форма викидів. Синхротронне випромінювання відбувається, коли частинки прискорюються магнітним полем. Як правило, електрон заряджений, оскільки він має меншу масу, ніж протони, і тому легше прискорюється. Це дозволяє їй легше реагувати на магнітні поля. Електрон обертається навколо магнітного поля, віддаючи енергію, як це робиться. Чим менше енергії у нього залишається, тим ширше коло навколо поля і тим довша довжина хвилі ЕМ-випромінювання, яку він випромінює, включаючи довжини радіохвиль.

Мазери - інший вид нетеплового випромінювання. Слово "мазер" насправді є абревіатурою для мікрохвильового посилення за рахунок стимульованого випромінювання. Це схоже на лазер, за винятком того, що мазер підсилює випромінювання на більшій довжині хвилі. Мазер утворюється, коли група молекул отримує енергію, а потім піддається дії певної частоти випромінювання. Це змушує їх випромінювати радіофотони. Якщо джерело енергії знову активізує молекули, це перезавантажує процес, і мазер знову випромінюється.