電磁頻譜無線電波

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引言

電磁頻譜包含恆星（如我們的太陽）發射的各種輻射。電磁輻射波在太空中傳播。波長的頻率解釋了它每秒產生的波的數量。波長是以米為單位的波的大小。在頻譜的一端，存在波長最長、頻率最低的無線電波。一個無線電波可以傳播到一個足球場的長度。在所有電磁波中，無線電波具有最大的尺寸和最低的能量，而可見光則以英寸為單位測量。在這篇文章中，我們將學習電磁頻譜、無線電波、無線電波的產生、無線電波的特性、無線電波的用途、無線電波的影響以及一些常見問題。

電磁頻譜

電磁頻譜包含恆星（如我們的太陽）發射的各種輻射。電磁輻射波在太空中傳播。波長的頻率解釋了它每秒產生的波的數量。波長是以米為單位的波的大小。在頻譜的一端，存在波長最長、頻率最低的無線電波。一個無線電波可以傳播到一個足球場的長度。微波的波長比無線電波短，頻率比無線電波高，產生的能量更多。微波用於手機、雷達和微波爐。

然後是紅外線。紅外訊號由太陽、火、生物和其他熱源產生。可見光位於電磁頻譜中紅外光和紫外光之間的一個狹窄波段。

可見光中頻率最低、波長最長的波段是紅色波段。從紅光到紫光，波長逐漸變短，頻率逐漸增加，可見光頻率到紫外光頻率也是如此。當暴露在紫外線下時，人的皮膚會產生維生素D。然而，過多的紫外線會引起曬傷。然後是X射線，它可以穿過軟組織，但不能穿過骨骼等高密度材料，這使得它對醫學檢查非常有用。X射線也用於安全目的，例如機場行李檢查。伽馬射線的波長更短，頻率更高，能量水平更高。與足球場大小的無線電波波長相比，伽馬射線的波長只有原子核那麼大。

無線電波

在所有電磁波中，無線電波的尺寸最大，能量最低，而可見光的尺寸則以英寸為單位測量。無線電波可以短至19釐米（水瓶的長度），也可以長達汽車、船舶、山脈，甚至長達我們的星球本身。1888年，海因裡希·赫茲發現了無線電波。一些研究人員需要巨大的天線來探測來自太空的微弱長波長無線電波。

特性

• 這些波是由加速或振盪的電荷產生的。

• 這些波不需要任何物質/介質傳播。

• 它在自由空間中以光速傳播，即3x10^8 m/s。

• 電場和磁場的振幅透過公式相關聯。

• 電場和磁場的叉積告訴我們波的傳播方向。

• 磁場和電場的傳播方向總是互相垂直的。

• 電磁波在介質中的速度小於在真空中的光速。

無線電波的產生

無線電波是無線電通訊的基本組成部分。它們藉助發射機產生，接收機用於檢測。

當帶電粒子加速時，會產生無線電波。大氣中存在各種天然的無線電波源，例如閃電和太陽，太空中的無線電波也由自然過程產生。

這可以透過隨時間變化的電流來實現。隨時間變化的電流由來回移動的電子組成。因此，當這種振盪電流施加到天線上時，能量會以無線電波的形式輻射出去。這些無線電波透過大氣層傳播，被各種自然或人工反射器反射或散射。

無線電發射機使用這種天線將能量傳送到太空，在那裡放置一個探測器，該探測器使用連線到其上的另一個天線接收這種能量。這些無線電發射機和接收機通常設計成只能在一個有限的頻率範圍內工作，該範圍可以介於3千赫茲到300千兆赫茲之間。

無線電波的應用

無線電波用於：

• 資料傳輸和wifi

• 傳輸聲音和電視訊號

• 全球衛星通訊

• 數字廣播無線電

• 雷達導航

無線電波的影響

手機無線電波可能會引發腦腫瘤甚至癌症。暴露於無線電波非官方地與睡眠障礙、頭痛和其他神經系統問題有關。

結論

電磁頻譜包括恆星（如我們的太陽）發射的各種輻射。電磁輻射波在太空中傳播。波長的頻率解釋了它每秒產生的波的數量。波長是以米為單位的波的大小。在頻譜的一端，存在波長最長、頻率最低的無線電波。一個無線電波可以傳播到一個足球場的長度。在本教程中，我們學習了電磁頻譜、無線電波、無線電波的產生、無線電波的特性、無線電波的用途、無線電波的影響以及一些常見問題。

常見問題

Q1. 無線電波起源於哪裡？

A1. 當帶電粒子加速時，會發射無線電波。除了大氣中的自然無線電波源（如閃電和太陽）外，來自天文源的無線電波也是由自然過程產生的。

Q2. 無線電波可以傳播多遠？

A2. 根據美國宇航局的資料，無線電波在電磁波範圍內具有最長的頻率，範圍從0.04英寸（1毫米）到超過62英里（100公里）。

Q3. 為什麼無線電波可以穿透牆壁？

A3. 無線電波的波長比光波（就長度而言）大幾倍。無線電波的大尺寸使其能夠穿透牆壁，而光波的尺寸較小。

Q4. 鏡子會反射無線電波嗎？

A4. 光和無線電波都屬於電磁波，因此兩者遵循相同的規律和原理。從明確的鏡子到像玻璃和清潔金屬這樣的平坦反射表面，很容易看到光反射無處不在。

Q5. 無線電波可以使物體移動嗎？

A5. 例如，光可以移動奈米粒子。無線電波將負責進行繁重的工作。

Q6. 無線電波的傳播速度比光速快是真的嗎？

A6. 不是。電磁輻射必須以光速傳播（在真空中）。