Undele electromagnetice

Undele electromagnetice

Aplicaii

Noiuni Generale :

Cmpul electromagnetic: este ansamblul cmpurilor electrice i magnetice, care oscileaz i se genereaz reciproc.

Unde electromagnetice: este un cmp electromagnetic care se propag .

Undele (radiaiile) electromagnetice pot fi grupate dup fenomenul care st la baza producerii lor. Astfel, radiaiile numite hertziene se datoresc oscilaiei electronilor n circuitele oscilante LC sau n circuitele electronice speciale.

Prin transformarea energiei interne a oricrui corp n energie electromagnetic rezult radiaiile termice. Radiaiile electromagnetice, numite radiaiile de frnare, apar la frnarea brusc a electronilor n cmpul nucleului atomic.Radiaiile sincrotron (denumirea se datoreaz faptului c acest fenomen a fost pus n eviden la o instalaie de accelerare a electronilor n cmp magnetic, numit sincrotron) i au originea n micarea electronilor ntr-un cmp magnetic.

Acestor grupe de radiaii le corespund anumite domenii de frecvene.

Cea mai uzual mprire a radiaiilor electromagnetice se face ns dup frecvena i lungimea sa de und n vid.

Aceasta cuprinde urmtoarele grupe:

1.Undele radio. Domeniul de frecven a acestor unde este cuprins ntre zeci de hertzi pn la un gigahertz (1GHz = 109Hz), adic au lungimea de und cuprins ntre civa km pn la 30cm. Se utilizeaz n special n transmisiile radio i TV. Dup lungimea de und se submpart n unde lungi (2Km-600m), unde medii (600-100 m), unde scurte (100-10 m) i unde ultrascurte (10 m-1cm).

2.Microundele. Sunt generate ca i undele radio de instalaii electronice. Lungimea de und este cuprins ntre 30cm i 1mm. n mod corespunztor frecvena variaz ntre 10931011Hz. Se folosesc n sistemele de telecomunicaii, n radar i n cercetarea stiinific la studiul propietilor atomilor, moleculelor i gazelor ionizate. Se submpart n unde decimetrice, centimetrice i milimetrice. Se mai folosesc si n domeniu casnic.

3.Radiaia infraroie. Cuprinde domeniul de lungimi de und situat ntre 10-3 i 7,810-7m (31011--41014Hz). n general sunt produse de corpurile nclzite. n ultimul timp s-au realizat instalaii electronice care emit unde infraroii cu lungime de und submilimetric.

4.Radiaia vizibil. Este radiaia cu lungimea de und cuprins ntre aproximativ 7,610-7m i 41014m.

5.Radiaia ultraviolet. Lungimea de und a acestei radiaii este cuprins n domeniul 3,810-7m i 610-10 m. Este generat de ctre moleculele i atomii dintr-o descrcare electric n gaze. Soarele este o surs puternic de radiaii ultraviolete.

6.Radiaia X (sau Rngen). Aceste radiaii au fost descoperite n 1895 de fizicianul german W. Rngen. Ele sunt produse n tuburi speciale n care un fascicul de electroni accelerat cu ajutorul unei tensiuni electrice de ordinul zecilor de mii de voli , bombardeaz un electrod.

7.Radiaia. Constitue regiunea superioar ( 31018 - 31022 Hz ) n clasificarea undelor electromagnetice n raport cu frecvena lor. Sunt produse de ctre nucleele atomilor.

Principiul de funcionare: Radiolocaia cu unde magnetice nseamn determinarea existenei i poziiei a unui obiect pe baza caracteristicilor undelor electromagnetice. Poziia obiectului este caracterizat in figura de mai jos:

a). Instalaie de radiolocaie E -- emitor

Instalaia de radiolocaie se compune, n esen, dintr-un emitor, un receptor i un sistem de antene. Pentru a se putea stabili coordonatele unghiulare ale poziiei obiectului, undele radio trebuie emise sub forma unor fascicule mai nguste. Pentru aceasta, antenna radiolocatorului se aaz n focarul unei oglinzi metalice concave, care reflect undele ntr-o singur direcie. Emitorul emite trenuri de unde separate prin pauze, funcionnd prin impulsuri. n timpul pauzelor de emisie, prin intermediu receptorului antena recepioneaz undele reflectate. Recepionarea semnalului se msoar cu oscilograful catodic.

Utilizri: n radiolocaie. Este folosit in navigare. Avioanele si vapoarele sunt dotate cu radiolocatoare, ca si aeroporturile care sunt prevazute cu acest echipament pentru a dirija traficu aerian, aterizrile si decolrile avioanelor deasemenea. Radiolocaia poate fi activ sau pasiv.

n natur: Orientarea liliecilor, spre exemplu, se bazeaz pe faptul c acetia emit semnale ultrasonore scurte de frecvene ntre 30 60 kHz. Liliacul n zbor emite n medie cca. 30 semnale pe secund. O parte din acestea sunt recepionate de urechile mari ale liliacului sub form de semnale ecou, dup un timp cu att mai scurt cu ct obstacolul este mai aproape. Pe msura apropierii de obstacol liliacul emite din ce n ce mai multe semnale ntr-o secund ajungnd ca de exemplu la un metru de obstacol s emit pn la 60 semnale pe secund. Aceasta permite liliacului s simt precis poziia sa fa de obstacole.

b). Receptorul cuprinnde un oscilograf electronic drept indicator al existenei i poziiei obiectului