tuyến điện
a. Sự truyền sóng vô tuyến
Sóng điện từ hiện nay được sử dụng rất rộng rãi trong thông tin vô tuyến truyền thanh và truyền hình, cũng như trong một số lĩnh vực khác như vô tuyến định vị (rađa), thiên văn vô tuyến, điều khiển bằng vô tuyến. . . Sóng điện từ được đặc trưng bằng tần số hoặc bằng bước sóng. Giữa bước sóng (đo bằng mét) và tần số (đo bằng hec) của sóng điện từ có hệ thức:
λ= c
f =
3.108
f (5.14)
Những dao động điện từ có tần số hàng chục và hàng trăm hec bức xạ rất yếu. Sóng điện từ của chúng không có khả năng truyền đi xa. Trong thông tin vô tuyến, người ta sử dụng những sóng có tần số từ hàng nghìn hec trở lên, gọi là sóng vô tuyến. Các sóng vô tuyến được phân thành các loại như sau:
Sóng dài và sóng cực dài là sóng có tần số 3−300kHz và bước sóng 100−1km
Sóng trung là sóng có tần số 0,3−3M Hz và bước sóng 1000−100m
Sóng ngắn là sóng có tần số 3−30M Hz và bước sóng100−10m
Sóng cực ngắn là sóng có tần số 30−30000M Hz và bước sóng10−0,01m
Như đã nói ở trên, sóng càng ngắn (tức là tần số càng cao) thì năng lượng sóng càng lớn. Các sóng dài ít bị nước hấp thụ. Chúng được dùng để thông tin dưới nước, và ít được dùng để thông tin trên mặt đất, vì năng lượng của chúng thấp, không truyền được đi xa.
Các sóng trung truyền được theo bề mặt của trái đất. Ban ngày chúng bị tầng điện li hấp thụ mạnh, nên không truyền được xa (tần điện li là tầng khí quyển ở độ cao từ 50km
trở lên, chứa rất nhiều hạt tích điện là các electron và các loại ion). Ban đêm, tâng điện li phản xạ các sóng trung nên chúng truyền được xa. Vì vậy ban đêm nghe dài bằng sóng trung rõ hơn ban ngày.
Các sóng ngắn có năng lượng lớn hơn sóng trung. Chúng được tâng điện li phản xạ về mặt đát, mặt đất phản xạ lại lần thứ hai tầng điện li phản xạ lần thứ ba v.v.. . Vì vậy một đài phát sóng ngắn với công suất lớn có thể truyền sóng đi mọi địa điểm trên mặt đất. Các sóng cực ngắn có năng lượng lớn nhất, không bị tầng điện li hấp thụ hoặc phản xạ, có khả năng truyền đi rất xa theo đường thẳng, và được dùng trong thông tin vũ trụ. Vô tuyến truyền hình dùng các sóng cực ngắn, không truyền được xa trên mặt đất. Muốn truyền hình đi xa, người ta phải làm các đài tiếp sóng trung gian, hoặc dùng vệ tinh nhân tạo để thu sóng của đài phát rồi phát trở về Trái Đất theo một phương nhất định.
b. Nguyên lí phát và thu sóng vô tuyến điện
Để phát sóng điện từ, người ta mắc phối hợp một máy phát dao động điều hoà với một ăngten. Mạch dao động LC có dòng điện dao động duy trì với tần số f .
Cuộn cảm L của mạch dao động truyền vào cuộn cảm LA của ăngten một từ trường dao động với tần số f . Từ trường đó làm phát sinh một điện trường cảm ứng, và điện trường cảm ứng làm các êlectrôn trong ăngten dao động theo phương của ăngten cùng với tần số bằng f , ăngten phát ra một sóng điện từ có tần số bằng
f .
Để thu sóng điện từ, người ta phối hợp một ăngten với một mạch dao động. ăngten nhận được rất nhiều sóng có tần số khác nhau của nhiều đài phát truyền tới, các êlectroon trong ăngten dao động theo tất cả các tần số đó. Nhờ hai cuộn cảmLAvàL, mạch dao động
LC cũng dao động với tất cả các tần số đó.
Trong mạch dao động, tụ điện C có điện dung điều chỉnh được. Muốn thu sóng có tần số f của một đài phát nhất định, người ta điều chỉnh tụ điện của máy thu để dao động riêng của mạch cũng có tần số bằngf. Khi đó hiện tượng tượng cộng hưởng, và trong mạch
LC dao động với tần sốf có biên độ lớn hơn hẳn các dao động khác. Người ta nói rằng máy thu đã thực hiện sự chọn sóng.
Ta có:
f0 =fs hay: λ= 2πc√
Chương 6
SÓNG ÁNH SÁNG
6.1 Tán sắc ánh sáng