ตัวแปลงความยาวและระยะทาง ตัวแปลงมวล ตัวแปลงหน่วยวัดปริมาตรของผลิตภัณฑ์ปริมาณมากและผลิตภัณฑ์อาหาร ตัวแปลงพื้นที่ ตัวแปลงปริมาตรและหน่วยการวัดในสูตรอาหาร ตัวแปลงอุณหภูมิ ตัวแปลงความดัน ความเค้นเชิงกล โมดูลัสของ Young ตัวแปลงพลังงานและงาน ตัวแปลงพลังงาน ตัวแปลงแรง ตัวแปลงเวลา ตัวแปลงความเร็วเชิงเส้น ตัวแปลงมุมแบน ตัวแปลงประสิทธิภาพเชิงความร้อนและประสิทธิภาพเชื้อเพลิง ตัวแปลงตัวเลขในระบบตัวเลขต่างๆ ตัวแปลงหน่วยการวัดปริมาณข้อมูล อัตราสกุลเงิน ขนาดเสื้อผ้าและรองเท้าสตรี ขนาดเสื้อผ้าและรองเท้าของผู้ชาย ความเร็วเชิงมุมและตัวแปลงความถี่การหมุน ตัวแปลงความเร่ง ตัวแปลงความเร่งเชิงมุม ตัวแปลงความหนาแน่น ตัวแปลงปริมาตรเฉพาะ โมเมนต์ของตัวแปลงความเฉื่อย โมเมนต์ของตัวแปลงแรง ตัวแปลงแรงบิด ความร้อนจำเพาะของตัวแปลงการเผาไหม้ (โดยมวล) ความหนาแน่นของพลังงานและความร้อนจำเพาะของตัวแปลงการเผาไหม้ (โดยปริมาตร) ตัวแปลงความแตกต่างของอุณหภูมิ สัมประสิทธิ์ของตัวแปลงการขยายตัวทางความร้อน ตัวแปลงความต้านทานความร้อน ตัวแปลงค่าการนำความร้อน ตัวแปลงความจุความร้อนจำเพาะ ตัวแปลงพลังงานการสัมผัสพลังงานและการแผ่รังสีความร้อน ตัวแปลงความหนาแน่นฟลักซ์ความร้อน ตัวแปลงค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน ตัวแปลงอัตราการไหลของปริมาตร ตัวแปลงอัตราการไหลของมวล ตัวแปลงอัตราการไหลของโมลาร์ ตัวแปลงความหนาแน่นของการไหลของมวล ตัวแปลงความเข้มข้นของโมลาร์ ความเข้มข้นของมวลในตัวแปลงสารละลาย ไดนามิก (สัมบูรณ์) ตัวแปลงความหนืด ตัวแปลงความหนืดจลนศาสตร์ ตัวแปลงแรงตึงผิว ตัวแปลงการซึมผ่านของไอน้ำ ตัวแปลงความหนาแน่นของการไหลของไอน้ำ ตัวแปลงระดับเสียง ตัวแปลงความไวของไมโครโฟน ตัวแปลง ระดับความดันเสียง (SPL) ตัวแปลงระดับความดันเสียงพร้อมความดันอ้างอิงที่เลือกได้ ตัวแปลงความสว่าง ตัวแปลงความเข้มของการส่องสว่าง ตัวแปลงความสว่าง คอมพิวเตอร์กราฟิก ตัวแปลงความละเอียด ความถี่และ ตัวแปลงความยาวคลื่น กำลังไดออปเตอร์และความยาวโฟกัส กำลังไดออปเตอร์และกำลังขยายเลนส์ (×) ตัวแปลง ประจุไฟฟ้า ตัวแปลงความหนาแน่นประจุเชิงเส้น ตัวแปลงความหนาแน่นประจุพื้นผิว ตัวแปลงความหนาแน่นประจุปริมาตร ตัวแปลงกระแสไฟฟ้า ตัวแปลงความหนาแน่นกระแสเชิงเส้น ตัวแปลงความหนาแน่นกระแสพื้นผิว ตัวแปลงความหนาแน่นของสนามไฟฟ้า ตัวแปลงศักย์ไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า ตัวแปลงความต้านทานไฟฟ้า ตัวแปลงความต้านทานไฟฟ้า ตัวแปลงค่าการนำไฟฟ้า ตัวแปลงค่าการนำไฟฟ้า ความจุไฟฟ้า ตัวแปลงตัวเหนี่ยวนำ ตัวแปลงเกจลวดอเมริกัน ระดับในหน่วย dBm (dBm หรือ dBm), dBV (dBV), วัตต์ ฯลฯ หน่วย ตัวแปลงแรงแม่เหล็ก ตัวแปลงความแรงของสนามแม่เหล็ก ตัวแปลงฟลักซ์แม่เหล็ก ตัวแปลงการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก การแผ่รังสี ตัวแปลงอัตราการดูดกลืนรังสีไอออไนซ์ กัมมันตภาพรังสี เครื่องแปลงสลายกัมมันตภาพรังสี ตัวแปลงปริมาณรังสีที่ได้รับรังสี ตัวแปลงปริมาณการดูดซึม ตัวแปลงคำนำหน้าทศนิยม การถ่ายโอนข้อมูล ตัวแปลงหน่วยการพิมพ์และการประมวลผลภาพ ตัวแปลงหน่วยปริมาตรไม้ การคำนวณมวลโมลาร์ ตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีโดย D. I. Mendeleev

ค่าเริ่มต้น

มูลค่าที่แปลงแล้ว

Hertz Excerz Petersets Tieragerz Gigertz Megaigertz Kilortz Hakerts Hekerthertz decigerz Santigers Milligerz Micartz Nanoartz Picoartz Femtogerts วัฏจักรต่อวินาทีในความยาวคลื่นในคลื่นของความยาวคลื่นในหน่วยกิกะไบต์ของความยาวคลื่นในเมกะเมเตอร์ของความยาวคลื่นเป็นกิโลเมตรในความยาวคลื่นของคลื่นในหน่วยเฮกโตเมตร ความยาวคลื่นเป็นเดคาเมตร เป็นเมตร ความยาวคลื่นเป็นเดซิเมตร ความยาวคลื่นเป็นเซนติเมตร ความยาวคลื่นเป็นมิลลิเมตร ความยาวคลื่นเป็นไมโครเมตร ความยาวคลื่นคอมป์ตันของอิเล็กตรอน ความยาวคลื่นคอมป์ตันของโปรตอน ความยาวคลื่นคอมป์ตันของการปฏิวัตินิวตรอนต่อวินาที รอบต่อนาที รอบการปฏิวัติต่อชั่วโมง รอบต่อวัน

ความร้อนจำเพาะ

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความถี่และความยาวคลื่น

ข้อมูลทั่วไป

ความถี่

ความถี่คือปริมาณที่ใช้วัดความถี่ในการทำซ้ำกระบวนการตามระยะเวลาที่กำหนด ในวิชาฟิสิกส์ ความถี่ถูกใช้เพื่ออธิบายคุณสมบัติของกระบวนการคลื่น ความถี่คลื่นคือจำนวนรอบที่สมบูรณ์ของกระบวนการคลื่นต่อหน่วยเวลา หน่วย SI ของความถี่คือเฮิรตซ์ (Hz) หนึ่งเฮิรตซ์เท่ากับหนึ่งการสั่นสะเทือนต่อวินาที

ความยาวคลื่น

คลื่นในธรรมชาติมีหลายประเภท ตั้งแต่คลื่นทะเลที่ขับเคลื่อนด้วยลมไปจนถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น คลื่นดังกล่าวแบ่งออกเป็นหลายประเภท:

• รังสีแกมมาที่มีความยาวคลื่นสูงถึง 0.01 นาโนเมตร (nm)
• รังสีเอกซ์ที่มีความยาวคลื่น - ตั้งแต่ 0.01 นาโนเมตรถึง 10 นาโนเมตร
• คลื่น ช่วงอัลตราไวโอเลตซึ่งมีความยาวตั้งแต่ 10 ถึง 380 นาโนเมตร พวกมันไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์
• แสงเข้า ส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมด้วยความยาวคลื่น 380–700 นาโนเมตร
• มองไม่เห็นแก่ผู้คน รังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 700 นาโนเมตร ถึง 1 มิลลิเมตร
• คลื่นอินฟราเรดตามมาด้วย ไมโครเวฟโดยมีความยาวคลื่นตั้งแต่ 1 มิลลิเมตร ถึง 1 เมตร
• ยาวที่สุด - คลื่นวิทยุ. ความยาวเริ่มต้นที่ 1 เมตร

บทความนี้เกี่ยวกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและโดยเฉพาะแสง ในบทความนี้ เราจะอภิปรายว่าความยาวคลื่นและความถี่ส่งผลต่อแสงอย่างไร รวมถึงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ รังสีอัลตราไวโอเลต และรังสีอินฟราเรด

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าคือพลังงานที่มีคุณสมบัติคล้ายกับคลื่นและอนุภาค คุณลักษณะนี้เรียกว่าความเป็นคู่ของคลื่นและอนุภาค คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กและคลื่นไฟฟ้าที่ตั้งฉากกับมัน

พลังงานของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่เรียกว่าโฟตอน ยิ่งความถี่ของการแผ่รังสีสูงเท่าใด รังสีก็จะยิ่งมีความกระฉับกระเฉงมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งเป็นอันตรายต่อเซลล์และเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตมากขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะยิ่งความถี่ของการแผ่รังสีสูงเท่าไร พลังงานก็ยิ่งส่งผ่านมากขึ้นเท่านั้น พลังงานที่มากขึ้นช่วยให้พวกมันเปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุลของสารที่พวกมันทำปฏิกิริยาได้ นี่คือเหตุผลว่าทำไมรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมาจึงเป็นอันตรายต่อสัตว์และพืช รังสีส่วนใหญ่อยู่ในอวกาศ มันยังปรากฏบนโลกด้วย แม้ว่าชั้นโอโซนของชั้นบรรยากาศรอบโลกจะปิดกั้นโอโซนส่วนใหญ่ก็ตาม

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและบรรยากาศ

ชั้นบรรยากาศของโลกยอมให้เฉพาะรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านไปที่ความถี่หนึ่งเท่านั้น รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ แสงอัลตราไวโอเลต รังสีอินฟราเรดบางส่วน และคลื่นวิทยุยาวส่วนใหญ่ถูกชั้นบรรยากาศของโลกปิดกั้น บรรยากาศดูดซับพวกมันไว้และไม่ปล่อยให้ผ่านไปอีก คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าบางชนิด โดยเฉพาะรังสีคลื่นสั้น จะถูกสะท้อนจากชั้นบรรยากาศรอบนอก รังสีอื่นๆ ทั้งหมดตกกระทบพื้นผิวโลก มีการแผ่รังสีในชั้นบรรยากาศชั้นบนซึ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวโลกมากกว่าในชั้นล่าง ดังนั้น ยิ่งคุณไปสูงเท่าไร สิ่งมีชีวิตที่ไม่มีชุดป้องกันก็จะยิ่งเป็นอันตรายมากขึ้นเท่านั้น

ชั้นบรรยากาศยอมให้แสงอัลตราไวโอเลตจำนวนเล็กน้อยส่องมายังโลก และเป็นอันตรายต่อผิวหนัง เป็นเพราะรังสีอัลตราไวโอเลตที่ผู้คนถูกแดดเผาและอาจถึงขั้นเป็นมะเร็งผิวหนังได้ ในทางกลับกัน รังสีบางส่วนที่ส่งมาจากชั้นบรรยากาศก็มีประโยชน์ ตัวอย่างเช่น รังสีอินฟราเรดที่กระทบพื้นผิวโลกถูกนำมาใช้ในดาราศาสตร์ - กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดจะตรวจสอบรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุทางดาราศาสตร์ ยิ่งคุณมาจากพื้นผิวโลกสูงเท่าใด รังสีอินฟราเรดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมักติดตั้งกล้องโทรทรรศน์บนยอดเขาและที่สูงอื่นๆ บางครั้งพวกมันจะถูกส่งไปยังอวกาศเพื่อปรับปรุงการมองเห็นของรังสีอินฟราเรด

ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และความยาวคลื่น

ความถี่และความยาวคลื่นเป็นสัดส่วนผกผันซึ่งกันและกัน ซึ่งหมายความว่าเมื่อความยาวคลื่นเพิ่มขึ้น ความถี่จะลดลงและในทางกลับกัน เป็นเรื่องง่ายที่จะจินตนาการ: หากความถี่การแกว่งของกระบวนการคลื่นสูง เวลาระหว่างการแกว่งจะสั้นกว่าคลื่นที่มีความถี่การแกว่งต่ำกว่ามาก หากคุณจินตนาการถึงคลื่นบนกราฟ ระยะห่างระหว่างจุดสูงสุดของคลื่นจะน้อยลง และจะมีการแกว่งมากขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง

ในการกำหนดความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นในตัวกลาง จำเป็นต้องคูณความถี่ของคลื่นด้วยความยาวของคลื่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันเสมอ ความเร็วนี้เรียกว่าความเร็วแสง มีค่าเท่ากับ 299 792 458 เมตรต่อวินาที

แสงสว่าง

แสงที่มองเห็นคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่และความยาวคลื่นที่กำหนดสีของมัน

ความยาวคลื่นและสี

ความยาวคลื่นที่สั้นที่สุดของแสงที่มองเห็นคือ 380 นาโนเมตร เป็นสีม่วง ตามด้วยสีน้ำเงินและสีฟ้า ตามด้วยสีเขียว สีเหลือง สีส้ม และสีแดงในที่สุด แสงสีขาวประกอบด้วยทุกสีในคราวเดียว กล่าวคือ วัตถุสีขาวจะสะท้อนทุกสี สามารถมองเห็นได้โดยใช้ปริซึม แสงที่เข้ามาจะถูกหักเหและจัดเรียงเป็นแถบสีในลำดับเดียวกับสายรุ้ง ลำดับนี้มาจากสีที่มีความยาวคลื่นสั้นที่สุดไปหายาวที่สุด การขึ้นอยู่กับความเร็วของการแพร่กระจายของแสงในสสารกับความยาวคลื่นเรียกว่าการกระจายตัว

สายรุ้งก็ก่อตัวในลักษณะเดียวกัน หยดน้ำที่กระจัดกระจายในบรรยากาศหลังฝนตกจะมีพฤติกรรมเหมือนกับปริซึมและหักเหแต่ละคลื่น สีของรุ้งมีความสำคัญมากจนหลายภาษามีการช่วยจำนั่นคือเทคนิคการจำสีรุ้งที่เรียบง่ายจนแม้แต่เด็ก ๆ ก็จำได้ เด็กหลายคนที่พูดภาษารัสเซียรู้ดีว่า “นักล่าทุกคนอยากรู้ว่าไก่ฟ้าอยู่ที่ไหน” บางคนคิดวิธีช่วยจำของตนเองได้ และนี่เป็นแบบฝึกหัดที่มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับเด็ก เนื่องจากเมื่อคิดวิธีจำสีรุ้งของตนเองขึ้นมา พวกเขาจะจำสีเหล่านั้นได้เร็วขึ้น

แสงที่ดวงตามนุษย์ไวต่อแสงมากที่สุดคือสีเขียว โดยมีความยาวคลื่น 555 นาโนเมตรในสภาพแวดล้อมที่สว่าง และ 505 นาโนเมตรในยามพลบค่ำและความมืด สัตว์บางชนิดไม่สามารถแยกแยะสีได้ ตัวอย่างเช่น แมวไม่มีการมองเห็นสี ในทางกลับกัน สัตว์บางชนิดมองเห็นสีได้ดีกว่ามนุษย์มาก ตัวอย่างเช่น บางชนิดเห็นแสงอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด

การสะท้อนของแสง

สีของวัตถุถูกกำหนดโดยความยาวคลื่นของแสงที่สะท้อนจากพื้นผิวของมัน วัตถุสีขาวสะท้อนคลื่นทั้งหมดของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ในขณะที่วัตถุสีดำจะดูดซับคลื่นทั้งหมดและไม่สะท้อนแสงเลย

วัสดุธรรมชาติชนิดหนึ่งที่มีค่าสัมประสิทธิ์การกระจายตัวสูงคือเพชร เพชรที่ผ่านการประมวลผลอย่างเหมาะสมจะสะท้อนแสงจากทั้งด้านนอกและด้านในของเพชร โดยหักเหเหมือนกับปริซึม สิ่งสำคัญคือแสงส่วนใหญ่จะต้องสะท้อนขึ้นด้านบนเข้าหาดวงตา ไม่ใช่เช่น สะท้อนลงด้านในกรอบซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้ เนื่องจากมีการกระจายตัวสูง เพชรจึงส่องแสงได้อย่างสวยงามมากเมื่ออยู่กลางแสงแดดและภายใต้แสงประดิษฐ์ กระจกเจียระไนแบบเดียวกับเพชรที่ส่องประกายแต่ไม่มากเท่า เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมี เพชรจึงสะท้อนแสงได้ดีกว่าแก้วมาก มุมที่ใช้ในการเจียระไนเพชรมีความสำคัญสูงสุด เนื่องจากมุมที่คมเกินไปหรือเหลี่ยมเกินไปจะป้องกันไม่ให้แสงสะท้อนจากผนังภายในหรือสะท้อนแสงเข้ามาในบริเวณ ดังที่แสดงในภาพประกอบ

สเปกโทรสโกปี

บางครั้งใช้การวิเคราะห์สเปกตรัมหรือสเปกโตรสโกปีเพื่อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของสาร วิธีการนี้จะดีเป็นพิเศษหากไม่สามารถทำการวิเคราะห์ทางเคมีของสารโดยทำงานร่วมกับสารนั้นโดยตรงได้ เช่น เมื่อพิจารณาองค์ประกอบทางเคมีของดาวฤกษ์ เมื่อรู้ว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ร่างกายดูดซับเข้าไปเราสามารถระบุได้ว่าประกอบด้วยอะไรบ้าง สเปกโทรสโกปีการดูดกลืนแสงซึ่งเป็นหนึ่งในสาขาหนึ่งของสเปกโทรสโกปี เป็นตัวกำหนดว่าร่างกายจะดูดซับรังสีชนิดใด การวิเคราะห์ดังกล่าวสามารถทำได้ในระยะไกลจึงมักใช้ในทางดาราศาสตร์ตลอดจนในการทำงานกับสารพิษและสารพิษ

การพิจารณาการมีอยู่ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

แสงที่มองเห็นได้ เช่นเดียวกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ ก็คือพลังงาน ยิ่งมีการปล่อยพลังงานมากเท่าใด การวัดรังสีนี้ก็จะยิ่งง่ายขึ้นเท่านั้น ปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาจะลดลงเมื่อความยาวคลื่นเพิ่มขึ้น การมองเห็นเป็นไปได้อย่างแม่นยำเพราะคนและสัตว์รับรู้พลังงานนี้และรู้สึกถึงความแตกต่างระหว่างรังสีที่มีความยาวคลื่นต่างกัน ดวงตาจะรับรู้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวต่างกันได้โดยมีสีต่างกัน ไม่เพียงแต่ดวงตาของสัตว์และคนทำงานตามหลักการนี้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงเทคโนโลยีที่สร้างขึ้นโดยคนเพื่อประมวลผลรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย

แสงที่มองเห็น

คนและสัตว์มองเห็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าได้หลากหลาย ตัวอย่างเช่น คนและสัตว์ส่วนใหญ่มีปฏิกิริยาต่อสิ่งนี้ แสงที่มองเห็นและสัตว์บางชนิดก็ตอบสนองต่อรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดด้วย สัตว์บางชนิดไม่สามารถแยกแยะสีได้ บางตัวมองเห็นความแตกต่างระหว่างพื้นผิวที่สว่างและมืดเท่านั้น สมองของเรากำหนดสีด้วยวิธีนี้: โฟตอนของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจะเข้าสู่ดวงตาไปยังเรตินาและผ่านมันไปกระตุ้นกรวยซึ่งเป็นเซลล์รับแสงของดวงตา ส่งผลให้สัญญาณถูกส่งผ่านระบบประสาทไปยังสมอง นอกจากกรวยแล้ว ดวงตายังมีเซลล์รับแสงและแท่งอื่นๆ อีกด้วย แต่พวกมันไม่สามารถแยกแยะสีได้ จุดประสงค์คือเพื่อกำหนดความสว่างและความเข้มของแสง

มักจะมีกรวยในดวงตาหลายประเภท มนุษย์มีสามประเภท แต่ละประเภทดูดซับโฟตอนของแสงภายในช่วงความยาวคลื่นที่กำหนด เมื่อพวกมันถูกดูดซึมจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งเป็นผลมาจากการที่แรงกระตุ้นของเส้นประสาทพร้อมข้อมูลเกี่ยวกับความยาวคลื่นถูกส่งไปยังสมอง สัญญาณเหล่านี้ได้รับการประมวลผลโดยเปลือกสมองส่วนการมองเห็น นี่คือพื้นที่ของสมองที่รับผิดชอบในการรับรู้เสียง กรวยแต่ละประเภทมีหน้าที่รับผิดชอบเฉพาะความยาวคลื่นตามความยาวที่กำหนดเท่านั้น ดังนั้นเพื่อให้ได้ภาพสีที่สมบูรณ์ ข้อมูลที่ได้รับจากกรวยทั้งหมดจึงถูกรวมเข้าด้วยกัน

สัตว์บางชนิดมีกรวยหลายประเภทมากกว่ามนุษย์ ตัวอย่างเช่น ปลาและนกบางชนิดมีสี่ถึงห้าชนิด สิ่งที่น่าสนใจคือสัตว์บางชนิดตัวเมียมีกรวยมากกว่าตัวผู้ นกบางชนิด เช่น นกนางนวล ที่จับเหยื่อในหรือบนผิวน้ำ มีหยดน้ำมันสีเหลืองหรือสีแดงอยู่ภายในกรวยซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกรอง ช่วยให้พวกเขามองเห็นสีได้มากขึ้น ดวงตาของสัตว์เลื้อยคลานได้รับการออกแบบในลักษณะเดียวกัน

แสงอินฟราเรด

งูต่างจากคน ไม่เพียงแต่มีตัวรับการมองเห็นเท่านั้น แต่ยังมีอวัยวะรับความรู้สึกที่ตอบสนองด้วย รังสีอินฟราเรด. พวกมันดูดซับพลังงานของรังสีอินฟราเรดนั่นคือพวกมันทำปฏิกิริยากับความร้อน อุปกรณ์บางชนิด เช่น อุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืน ยังตอบสนองต่อความร้อนที่เกิดจากตัวส่งสัญญาณอินฟราเรดด้วย ทหารใช้อุปกรณ์ดังกล่าวตลอดจนเพื่อความปลอดภัยและความมั่นคงของสถานที่และอาณาเขต สัตว์ที่มองเห็นแสงอินฟราเรดและอุปกรณ์ที่สามารถรับรู้ได้ไม่เพียงแต่มองเห็นวัตถุที่อยู่ในขอบเขตการมองเห็นของตนในขณะนั้นเท่านั้น แต่ยังมองเห็นร่องรอยของวัตถุ สัตว์ หรือผู้คนที่เคยอยู่ที่นั่นมาก่อนด้วยหากผ่านไปไม่นานจนเกินไป . มีเวลามาก ตัวอย่างเช่น งูสามารถดูว่าหนูกำลังขุดหลุมอยู่บนพื้นหรือไม่ และเจ้าหน้าที่ตำรวจที่ใช้อุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืนสามารถดูว่าหลักฐานอาชญากรรม เช่น เงิน ยาเสพติด หรืออย่างอื่น ถูกซ่อนอยู่ในพื้นดินเมื่อเร็ว ๆ นี้หรือไม่ . อุปกรณ์สำหรับบันทึกรังสีอินฟราเรดใช้ในกล้องโทรทรรศน์ เช่นเดียวกับการตรวจสอบการรั่วไหลของภาชนะบรรจุและกล้อง ช่วยให้มองเห็นตำแหน่งของความร้อนรั่วได้ชัดเจน ในทางการแพทย์ ภาพแสงอินฟราเรดใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการวินิจฉัย ในประวัติศาสตร์ศิลปะ - เพื่อกำหนดสิ่งที่ปรากฎภายใต้ชั้นบนสุดของสี อุปกรณ์มองกลางคืนใช้เพื่อปกป้องสถานที่

แสงอัลตราไวโอเลต

ปลาบ้างก็เห็น. แสงอัลตราไวโอเลต. ดวงตาของพวกเขามีเม็ดสีที่ไวต่อรังสีอัลตราไวโอเลต หนังปลามีส่วนที่สะท้อนแสงอัลตราไวโอเลต ซึ่งมนุษย์และสัตว์อื่นๆ มองไม่เห็น ซึ่งมักใช้ในอาณาจักรสัตว์เพื่อระบุเพศของสัตว์ ตลอดจนเพื่อวัตถุประสงค์ทางสังคม นกบางชนิดยังเห็นแสงอัลตราไวโอเลตด้วย ทักษะนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในช่วงฤดูผสมพันธุ์ ซึ่งเป็นช่วงที่นกกำลังมองหาคู่ผสมพันธุ์ พื้นผิวของพืชบางชนิดยังสะท้อนแสงอัลตราไวโอเลตได้ดี และความสามารถในการมองเห็นช่วยในการหาอาหาร นอกจากปลาและนกแล้ว สัตว์เลื้อยคลานบางชนิดยังมองเห็นแสงอัลตราไวโอเลต เช่น เต่า กิ้งก่า และอีกัวน่าสีเขียว (ตามภาพ)

ดวงตาของมนุษย์ดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตได้เช่นเดียวกับดวงตาของสัตว์ แต่ไม่สามารถประมวลผลได้ ในมนุษย์จะทำลายเซลล์ในดวงตา โดยเฉพาะในกระจกตาและเลนส์ ส่งผลให้เกิดโรคต่างๆ ตามมา และถึงขั้นตาบอดได้ แม้ว่าแสงอัลตราไวโอเลตจะเป็นอันตรายต่อการมองเห็น แต่มนุษย์และสัตว์จำเป็นต้องใช้ปริมาณเล็กน้อยในการผลิตวิตามินดี รังสีอัลตราไวโอเลต เช่น อินฟราเรด ถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรม เช่น ในการแพทย์เพื่อการฆ่าเชื้อ ในดาราศาสตร์เพื่อการสังเกตดาวฤกษ์และวัตถุอื่น ๆ และใน เคมีในการทำให้สารของเหลวแข็งตัวตลอดจนการสร้างภาพข้อมูลนั่นคือเพื่อสร้างไดอะแกรมการกระจายตัวของสารในพื้นที่หนึ่ง ด้วยความช่วยเหลือของแสงอัลตราไวโอเลต ธนบัตรและบัตรผ่านปลอมจะถูกตรวจจับหากมีอักขระที่พิมพ์อยู่ด้วยหมึกพิเศษที่สามารถรับรู้ได้โดยใช้แสงอัลตราไวโอเลต ในกรณีของการปลอมแปลงเอกสาร หลอด UV ไม่ได้ช่วยเสมอไป เนื่องจากบางครั้งอาชญากรใช้เอกสารจริงและแทนที่ภาพถ่ายหรือข้อมูลอื่น ๆ ในเอกสาร เพื่อให้เครื่องหมายหลอด UV ยังคงอยู่ ยังมีการใช้แสงอัลตราไวโอเลตอีกมากมาย

ตาบอดสี

เนื่องจากความบกพร่องในการมองเห็น บางคนจึงไม่สามารถแยกแยะสีได้ ปัญหานี้เรียกว่าตาบอดสีหรือตาบอดสี ซึ่งตั้งชื่อตามบุคคลที่อธิบายลักษณะการมองเห็นนี้เป็นครั้งแรก บางครั้งผู้คนไม่เห็นสีในช่วงความยาวคลื่นที่กำหนดเท่านั้น และบางครั้งพวกเขาก็ไม่เห็นสีเลย สาเหตุมักเกิดจากเซลล์รับแสงด้อยพัฒนาหรือเสียหาย แต่ในบางกรณี ปัญหาคือความเสียหายต่อเส้นทางประสาท เช่น เปลือกสมองส่วนการมองเห็น ซึ่งเป็นบริเวณที่ประมวลผลข้อมูลสี ในหลายกรณี ภาวะนี้สร้างความไม่สะดวกและปัญหาให้กับผู้คนและสัตว์ แต่บางครั้งการไม่สามารถแยกแยะสีได้ก็เป็นข้อดี สิ่งนี้ได้รับการยืนยันจากข้อเท็จจริงที่ว่าแม้จะมีวิวัฒนาการมาหลายปี แต่สัตว์หลายชนิดยังไม่มีการมองเห็นสี คนและสัตว์ที่ตาบอดสีสามารถมองเห็นการอำพรางของสัตว์อื่นได้อย่างชัดเจน

แม้ว่าตาบอดสีจะมีประโยชน์ แต่ก็ถือเป็นปัญหาในสังคม และบางอาชีพก็ปิดให้บริการแก่ผู้ตาบอดสี โดยปกติแล้วพวกเขาไม่สามารถได้รับสิทธิ์เต็มรูปแบบในการบินเครื่องบินโดยไม่มีข้อจำกัด ในหลายประเทศ คนเหล่านี้มีข้อจำกัดเกี่ยวกับใบขับขี่ด้วย และในบางกรณีก็ไม่สามารถได้รับใบอนุญาตเลย ดังนั้นพวกเขาจึงไม่สามารถหางานที่ต้องขับรถ เครื่องบิน หรือยานพาหนะอื่นๆ ได้ตลอดเวลา พวกเขายังประสบปัญหาในการหางานที่ความสามารถในการระบุและใช้สีเป็นสิ่งสำคัญ ตัวอย่างเช่น พวกเขาพบว่าเป็นเรื่องยากที่จะเป็นนักออกแบบ หรือทำงานในสภาพแวดล้อมที่ใช้สีเป็นสัญญาณ (เช่น อันตราย)

งานกำลังดำเนินการเพื่อสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยมากขึ้นสำหรับผู้ที่ตาบอดสี ตัวอย่างเช่น มีตารางที่สีต่างๆ สอดคล้องกับป้าย และในบางประเทศป้ายเหล่านี้ใช้ในสถาบันและสถานที่สาธารณะพร้อมกับสี นักออกแบบบางคนไม่ได้ใช้หรือจำกัดการใช้สีเพื่อถ่ายทอดข้อมูลสำคัญในงานของตน แทนที่จะใช้หรือใช้ร่วมกับสี พวกเขาใช้ความสว่าง ข้อความ และวิธีการอื่นในการเน้นข้อมูล เพื่อให้แม้แต่คนตาบอดสีก็สามารถรับข้อมูลที่นักออกแบบถ่ายทอดได้อย่างเต็มที่ ในกรณีส่วนใหญ่ ผู้ตาบอดสีไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างสีแดงและสีเขียวได้ ดังนั้นบางครั้งนักออกแบบจึงเปลี่ยนชุดค่าผสมของ “สีแดง = อันตราย สีเขียว = โอเค” เป็นสีแดงและสีน้ำเงิน ระบบปฏิบัติการส่วนใหญ่ยังอนุญาตให้คุณปรับสีเพื่อให้ผู้ที่ตาบอดสีสามารถมองเห็นทุกสิ่งได้

สีในวิชันซิสเต็ม

คอมพิวเตอร์วิทัศน์แบบสีเป็นสาขาหนึ่งของปัญญาประดิษฐ์ที่เติบโตอย่างรวดเร็ว จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ งานส่วนใหญ่ในพื้นที่นี้ทำด้วยภาพเอกรงค์ แต่ตอนนี้ห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ก็กำลังทำงานเกี่ยวกับสี อัลกอริธึมบางอย่างสำหรับการทำงานกับภาพขาวดำยังใช้สำหรับการประมวลผลภาพสีด้วย

แอปพลิเคชัน

คอมพิวเตอร์วิทัศน์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภท เช่น หุ่นยนต์ควบคุม รถยนต์ไร้คนขับ และยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับ มีประโยชน์ในด้านการรักษาความปลอดภัย เช่น การระบุบุคคลและวัตถุจากภาพถ่าย การค้นหาฐานข้อมูล การติดตามการเคลื่อนไหวของวัตถุตามสี เป็นต้น การระบุตำแหน่งของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถกำหนดทิศทางที่บุคคลกำลังมองหรือติดตามการเคลื่อนไหวของรถยนต์ ผู้คน มือ และวัตถุอื่นๆ

เพื่อระบุวัตถุที่ไม่คุ้นเคยได้อย่างถูกต้อง สิ่งสำคัญคือต้องทราบรูปร่างและคุณสมบัติอื่นๆ แต่ข้อมูลเกี่ยวกับสีไม่สำคัญนัก เมื่อทำงานกับวัตถุที่คุ้นเคย ในทางกลับกัน สีจะช่วยให้จดจำวัตถุเหล่านั้นได้เร็วขึ้น การทำงานกับสีก็สะดวกเช่นกัน เนื่องจากสามารถรับข้อมูลสีได้แม้จากภาพที่มีความละเอียดต่ำ การจดจำรูปร่างของวัตถุซึ่งตรงข้ามกับสีนั้น ต้องใช้ความละเอียดสูง การทำงานกับสีแทนรูปร่างของวัตถุช่วยให้คุณลดเวลาในการประมวลผลภาพและใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์น้อยลง สีช่วยในการจดจำวัตถุที่มีรูปร่างเหมือนกัน และยังสามารถใช้เป็นสัญญาณหรือสัญลักษณ์ได้ (เช่น สีแดงเป็นสัญญาณอันตราย) ในกรณีนี้ คุณไม่จำเป็นต้องจดจำรูปร่างของป้ายนี้หรือข้อความที่เขียนไว้ มีตัวอย่างที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับการใช้แมชชีนวิชันสีบนเว็บไซต์ YouTube

กำลังประมวลผลข้อมูลสี

ภาพถ่ายที่คอมพิวเตอร์ประมวลผลนั้นถูกอัพโหลดโดยผู้ใช้หรือถ่ายโดยกล้องในตัว กระบวนการถ่ายภาพดิจิทัลและการถ่ายวิดีโอนั้นเชี่ยวชาญเป็นอย่างดี แต่การประมวลผลภาพเหล่านี้โดยเฉพาะสีนั้นเกี่ยวข้องกับความยากลำบากมากมาย ซึ่งหลายอย่างยังไม่ได้รับการแก้ไข นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการมองเห็นสีในมนุษย์และสัตว์นั้นซับซ้อนมากและการสร้างการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์เช่นเดียวกับการมองเห็นของมนุษย์นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย การมองเห็นก็เหมือนกับการได้ยิน ขึ้นอยู่กับการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม การรับรู้เสียงไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับความถี่ ความดันเสียง และระยะเวลาของเสียงเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับการมีหรือไม่มีเสียงอื่นๆ ในสิ่งแวดล้อมด้วย เช่นเดียวกับการมองเห็น - การรับรู้สีไม่เพียงขึ้นอยู่กับความถี่และความยาวคลื่นเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับลักษณะของสภาพแวดล้อมด้วย ตัวอย่างเช่น สีของวัตถุที่อยู่รอบๆ ส่งผลต่อการรับรู้สีของเรา

จากมุมมองเชิงวิวัฒนาการ การปรับตัวดังกล่าวมีความจำเป็นเพื่อช่วยให้เราคุ้นเคยกับสภาพแวดล้อมและหยุดใส่ใจกับองค์ประกอบที่ไม่มีนัยสำคัญ และมุ่งความสนใจอย่างเต็มที่ต่อสิ่งที่เปลี่ยนแปลงไปในสิ่งแวดล้อม นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้สังเกตเห็นผู้ล่าและหาอาหารได้ง่ายขึ้น บางครั้งภาพลวงตาเกิดขึ้นเนื่องจากการปรับตัวนี้ ตัวอย่างเช่น ขึ้นอยู่กับสีของวัตถุที่อยู่รอบๆ เรารับรู้สีของวัตถุสองชิ้นที่แตกต่างกัน แม้ว่าวัตถุทั้งสองจะสะท้อนแสงที่มีความยาวคลื่นเท่ากันก็ตาม ภาพประกอบนี้แสดงตัวอย่างของภาพลวงตาดังกล่าว สี่เหลี่ยมสีน้ำตาลที่ด้านบนของรูปภาพ (แถวที่สอง คอลัมน์ที่สอง) จะดูสว่างกว่าสี่เหลี่ยมสีน้ำตาลที่ด้านล่างของรูปภาพ (แถวที่ห้า คอลัมน์ที่สอง) ที่จริงแล้วสีของพวกเขาเหมือนกัน แม้รู้อย่างนี้แล้วเราก็ยังมองว่ามันเป็นสีที่ต่างกัน เนื่องจากการรับรู้สีของเรามีความซับซ้อนมาก โปรแกรมเมอร์จึงเป็นเรื่องยากที่จะอธิบายความแตกต่างทั้งหมดนี้ในอัลกอริธึมการมองเห็นของคอมพิวเตอร์ แม้จะมีความยากลำบากเหล่านี้ แต่เราก็ได้ประสบความสำเร็จมากมายในด้านนี้แล้ว

บทความ Unit Converter ได้รับการแก้ไขและแสดงโดย Anatoly Zolotkov

คุณพบว่าการแปลหน่วยการวัดจากภาษาหนึ่งเป็นอีกภาษาหนึ่งเป็นเรื่องยากหรือไม่ เพราะเหตุใด เพื่อนร่วมงานพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณ โพสต์คำถามใน TCTermsและคุณจะได้รับคำตอบภายในไม่กี่นาที

ในวิชาฟิสิกส์ พลังงานเสียงจะถูกส่งผ่านคลื่นที่มีความสามารถเฉพาะตัวในการแพร่กระจายในสื่อใดๆ ก็ตาม ความหลากหลายและกระบวนการคลื่นจำนวนมากไม่อนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ระบุคุณสมบัติหลักของคลื่นเนื่องจากในนั้นยังมีประเภทง่าย ๆ ที่ให้ความสนใจกับพลังงานอีกด้วย พวกมันมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวตรงที่สามารถขยายออกไปผ่านความว่างเปล่าอย่างแท้จริง

คำจำกัดความ 1

ความยาวคลื่นคือระยะห่างเฉพาะระหว่างคลื่นสัญญาณสองคลื่นที่มีระยะห่างกันอย่างใกล้ชิด

เพื่อกำหนดความยาวเต็มของกระบวนการคลื่นอย่างแม่นยำ จำเป็นต้องวัดระยะห่างระหว่างจุดสองจุดที่อยู่ติดกันของคลื่นทั้งสองในขั้นต้น นักฟิสิกส์มักจะกำหนดค่านี้โดยใช้ช่องว่างระหว่างยอดคลื่นที่อยู่ใกล้กัน

ความยาวคลื่นมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความถี่ของกระแสที่เล็ดลอดออกมาจากสัญญาณ ยิ่งความคงที่ขององค์ประกอบที่กำหนดมากเท่าไร ความยาวของกระบวนการคลื่นก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น การยอมจำนนนี้เกิดจากการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของจำนวนคลื่นสัญญาณซ้ำทั้งหมดในช่วงเวลาหนึ่งเมื่อความยาวคลื่นที่ไม่เสถียรลดลง

สำหรับคลื่น De Broglie ตัวบ่งชี้นี้สามารถคำนวณได้ดังนี้:

$\LARGE \lambda =\frac(h)(p )$

และหากคุณต้องการกำหนดสูตรที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับองค์ประกอบตัวแปรในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าหรืออากาศคุณสามารถใช้ทฤษฎีต่อไปนี้ได้

$\LARGE \lambda =\frac(c)(\nu )=\frac(299792458)(\nu )$

ใช้ที่นี่:

• $\lambda$ - ความยาวของคลื่นนั้นเอง
• $\upsilon$ - ความเร็วคลื่นคงที่;
• $T$ - ช่วงหนึ่งของคลื่น;
• $\nu$ - ความถี่ของการแกว่งทั่วไป
• $h$ - บาร์ที่มั่นคง;
• $p$ - แรงกระตุ้นองค์ประกอบ;
• $c$ คือความเร็วแสง

เป็นที่น่าสังเกตว่าสาขาฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาคลื่นเสียงเรียกว่าอะคูสติก สำหรับคน เสียงทำหน้าที่เป็นแหล่งข้อมูลหลักที่สำคัญ

คำจำกัดความ 2

เสียงเป็นคาบคลื่นจำเพาะซึ่งมีต้นกำเนิดเชิงกลและแพร่กระจายในพื้นที่ก๊าซและของแข็ง

ไม่สามารถมองเห็นได้ แต่มีความไวต่อหูของมนุษย์มาก

ความเร็วคลื่นในวิชาฟิสิกส์

รูปที่ 2 ความเร็วและความยาวคลื่น Author24 - แลกเปลี่ยนผลงานนักศึกษาออนไลน์

กระบวนการคลื่นใดๆ ก็ตามจะแพร่กระจายด้วยความเร็วที่แน่นอน ความเร็วคลื่นถือเป็นตัวบ่งชี้ทั่วไปของการแพร่กระจายของการตอบโต้ ตัวอย่างเช่น การกระแทกที่ปลายแท่งโลหะทำให้เกิดแรงอัดอย่างแรงในนั้น ซึ่งจะเคลื่อนที่ไปตามการดริฟท์ด้วยความเร็วประมาณ 10 กม./วินาที

ความเร็วของคลื่นสามารถกำหนดได้จากคุณสมบัติของสภาพแวดล้อมที่เกิดกระบวนการนี้ เมื่อคลื่นเปลี่ยนจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง ความเร็วของมันจะเปลี่ยนไปอย่างมาก

ในวิชาฟิสิกส์ ความยาวคลื่นหมายถึงระยะทางที่คลื่นสามารถแพร่กระจายได้ในช่วงเวลาหนึ่งซึ่งเท่ากับระยะเวลารวมของการแกว่งไปมาในคลื่นนั้น

คำจำกัดความ 3

ความเร็วคลื่นเป็นค่าสัมบูรณ์และคงที่ของตัวกลางตัวใดตัวหนึ่ง ซึ่งเท่ากับผลคูณของความเร็วและเวลาของลักษณะทั่วไปของตัวกลางนั้น

ดังนั้น ในการวัดความยาวคลื่น จำเป็นต้องคูณความเร็วของกระบวนการคลื่นด้วยเฟสของการแกว่งในนั้น: โดยที่ $v$ คือความเร็วของคลื่นใดคลื่นหนึ่ง $T$ คือคาบของการแกว่งทั่วไป ในคลื่น $\lambda$ คือความยาวของคลื่นนั้นเอง

สูตรนี้กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นกับความเร็วและเฟส เมื่อพิจารณาว่าช่วงของการแกว่งในกระบวนการคลื่นจะเป็นสัดส่วนกับความถี่เสมอ จึงสามารถโต้แย้งได้ว่าความเร็วของคลื่นเท่ากับการสร้างความยาวที่ความถี่คงที่ของการแกว่งในนั้น

หมายเหตุ 1

คลื่นสามารถส่งแรงและพลังงานได้ และยังมีความจำเพาะซึ่งช่วยให้กระบวนการคลื่นหนึ่งไม่ส่งผลกระทบต่อการสั่นสะเทือนของอีกคลื่นหนึ่ง

เป็นผลให้แกรไนต์ไลเซชันทั้งสองนี้สามารถเกิดขึ้นพร้อมกันได้อย่างง่ายดายและไม่รบกวนซึ่งกันและกัน

ประเภทของคลื่น

จากมุมมองทางฟิสิกส์ คลื่นจะส่งผ่านพลังงานเสียงทั่วไป ซึ่งสามารถดำรงอยู่ได้อย่างง่ายดายในทุกสภาพแวดล้อม เนื่องจากความหลากหลายของกระบวนการคลื่นที่มีอยู่ จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุได้อย่างแม่นยำและเน้นคุณลักษณะหลักที่เป็นเอกลักษณ์ของปรากฏการณ์นี้

กระบวนการคลื่นมีลักษณะหลายแง่มุมในฟิสิกส์ ซึ่งรวมถึง:

• เคมี;
• เครื่องกล;
• แม่เหล็กไฟฟ้า;
• คลื่นหมุน;
• แรงโน้มถ่วง;
• ความหนาแน่นของความน่าจะเป็น

นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเมื่อสองปีที่แล้วได้รับรางวัลโนเบลจากการประดิษฐ์เครื่องตรวจจับพิเศษที่สามารถวัดตัวชี้วัดเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำ อุปกรณ์ที่หอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงเลเซอร์ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรก คลื่นประเภทนี้ใช้เวลามากกว่าหนึ่งพันล้านปีเพื่อมายังโลกของเรา ไกลเกินกว่าเส้นขอบฟ้าที่มองเห็นได้ของกาแลคซี มีการชนกันอย่างทรงพลังของหลุมดำสองแห่งเกิดขึ้น หลังจากนั้นหนึ่งพันห้าพันล้านปีผ่านไป

คลื่นเสียงถือเป็นคลื่นที่หูของมนุษย์รับรู้ได้ง่าย ช่วงของความถี่เหล่านี้อยู่ระหว่างประมาณ 20 Hz ถึง 20 kHz และกระบวนการคลื่นที่มีความถี่น้อยกว่าตัวบ่งชี้เหล่านี้เรียกว่าอินฟราซาวนด์และมีความถี่มากกว่า 20 kHz - อัลตราซาวนด์ คลื่นเสียงสามารถพบได้ไม่เพียงแต่ในก๊าซเท่านั้น แต่ยังพบได้ในของเหลวและในสถานะอื่นๆ ด้วย อย่างไรก็ตาม คลื่นในอวกาศก๊าซซึ่งเป็นสิ่งแวดล้อมของเราเป็นที่สนใจเป็นพิเศษ

ประเภทของคลื่น

การสั่นสะเทือนของเสียงทั้งหมดมีแอมพลิจูด เฟส และความถี่คงที่ เสียงสามารถเดินทางในระยะทางที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง จากนั้นจึงถูกส่งไปในอวกาศในรูปแบบของการสั่นสะเทือนทางกลบางอย่างของโมเลกุลของสารชนิดใดชนิดหนึ่ง พวกมันจะค่อยๆ กระจายออกไปด้วยความเร็วระดับหนึ่ง จากนั้นก็หายไปทันที ความเร็วของมันขึ้นอยู่กับสื่อที่พวกมันตั้งอยู่โดยตรง: ในสถานะของเหลวและของแข็ง กระบวนการของเสียงจะขยายได้ดีกว่าและเร็วกว่าในอากาศ

ประเภทของคลื่นมีดังนี้:

• การวิ่ง - กำหนดโดยระยะเวลา ความเร็ว และความยาว และยังโดดเด่นด้วยการแพร่กระจายของเฟสในเวลาเชิงพื้นที่ ขึ้นอยู่กับความถี่และสื่อ
• การยืน - หมายถึงผลรวมของคลื่นสองลูก: การสะท้อนกลับและเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น ซึ่งการก่อตัวต้องใช้กระบวนการคลื่นที่มีความเข้มเท่ากัน
• เสียง - มีลักษณะเป็นปัจจัยสำคัญเนื่องจากคลื่นประเภทนี้ทำให้ผู้คนสามารถสื่อสารและรับข้อมูลที่จำเป็นได้

โดยทั่วไปเราสามารถสรุปได้ว่าสาเหตุของกระบวนการเสียงทั้งหมดคือการสั่นสะเทือน การแพร่กระจายของเสียงที่มั่นคงต้องใช้พื้นที่ที่แน่นอน แหล่งกำเนิดของปรากฏการณ์นี้คือร่างกายที่มีคุณสมบัติของการสั่นและการสั่นสะเทือนด้วยความถี่ที่ถูกต้องและคงที่

อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทุกร่างกายที่เคลื่อนไหวสามารถเป็นแหล่งของเสียงได้ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจจากประวัติศาสตร์ก็คือการขยายตัวของอินฟาเรดในระยะทางที่กว้างใหญ่ทำให้สามารถทำนายภัยพิบัติทางธรรมชาติได้แม่นยำยิ่งขึ้น และสัตว์ทะเล เช่น กั้งหรือแมงกะพรุน มีความไวต่อกระบวนการเหล่านี้อย่างมาก ดังนั้นจึงสามารถคาดการณ์ล่วงหน้าได้สองสามวันก่อนที่พายุจะเริ่มขึ้นและซ่อนตัวอยู่ในสถานที่ที่ปลอดภัย เสียงยังแสดงถึงความถี่ของการสั่นสะเทือนแบบฮาร์มอนิกและแบบสัมบูรณ์อีกด้วย

ขณะที่คุณศึกษาส่วนนี้ โปรดทราบว่า ความผันผวนที่มีลักษณะทางกายภาพที่แตกต่างกันจะอธิบายจากตำแหน่งทางคณิตศาสตร์ทั่วไป ที่นี่จำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดต่างๆ อย่างชัดเจน เช่น การสั่นแบบฮาร์มอนิก เฟส ความแตกต่างของเฟส แอมพลิจูด ความถี่ ระยะเวลาการสั่น

จะต้องจำไว้ว่าในระบบออสซิลเลเตอร์จริงใด ๆ นั้นมีความต้านทานของตัวกลางนั่นคือ การสั่นจะถูกทำให้หมาด ๆ เพื่อระบุลักษณะเฉพาะของการหน่วงของการสั่น จึงมีการนำค่าสัมประสิทธิ์การหน่วงและการลดลงแบบลอการิทึม

หากการแกว่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอกที่เปลี่ยนแปลงเป็นระยะ การแกว่งดังกล่าวจะเรียกว่าการบังคับ พวกเขาจะไม่เปียกชื้น แอมพลิจูดของการสั่นแบบบังคับขึ้นอยู่กับความถี่ของแรงขับเคลื่อน เมื่อความถี่ของการสั่นแบบบังคับเข้าใกล้ความถี่ของการสั่นตามธรรมชาติ แอมพลิจูดของการสั่นแบบบังคับจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเสียงสะท้อน

เมื่อเข้าสู่การศึกษาเรื่องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแล้วจะต้องเข้าใจให้ชัดเจนก่อนว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายในอวกาศ ระบบที่ง่ายที่สุดที่ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือไดโพลไฟฟ้า หากไดโพลผ่านการสั่นแบบฮาร์มอนิก มันจะปล่อยคลื่นสีเดียวออกมา

ตารางสูตร: การแกว่งและคลื่น

คลื่นวิทยุคืออะไร

คลื่นวิทยุเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางผ่านอวกาศด้วยความเร็วแสง (300,000 กม./วินาที) อย่างไรก็ตาม แสงก็เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติคล้ายกับคลื่นวิทยุ (การสะท้อน การหักเห การลดทอน ฯลฯ)

คลื่นวิทยุนำพลังงานที่ปล่อยออกมาจากออสซิลเลเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าผ่านอวกาศ และเกิดเมื่อสนามไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง เช่น เมื่อกระแสไฟฟ้าสลับผ่านตัวนำ หรือเมื่อประกายไฟกระโดดผ่านอวกาศ เช่น ชุดของพัลส์กระแสที่ต่อเนื่องกันอย่างรวดเร็ว

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้ามีลักษณะเฉพาะด้วยความถี่ ความยาวคลื่น และกำลังของพลังงานที่ถ่ายโอน ความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแสดงจำนวนครั้งต่อวินาทีที่ทิศทางของกระแสไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงในตัวส่ง และดังนั้น ขนาดของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงกี่ครั้งต่อวินาทีในแต่ละจุดในอวกาศ ความถี่วัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz) ซึ่งเป็นหน่วยที่ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวเยอรมัน ไฮน์ริช รูดอล์ฟ เฮิรตซ์ 1 Hz คือหนึ่งการสั่นสะเทือนต่อวินาที 1 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) คือหนึ่งล้านการสั่นสะเทือนต่อวินาที เมื่อรู้ว่าความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเท่ากับความเร็วแสง เราสามารถกำหนดระยะห่างระหว่างจุดในอวกาศที่สนามไฟฟ้า (หรือแม่เหล็ก) อยู่ในเฟสเดียวกันได้ ระยะนี้เรียกว่าความยาวคลื่น ความยาวคลื่นเป็นเมตรคำนวณโดยใช้สูตร:

หรือประมาณ
โดยที่ f คือความถี่ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในหน่วย MHz

สูตรแสดงว่า ตัวอย่างเช่น ความถี่ 1 MHz สอดคล้องกับความยาวคลื่นประมาณ 300 ม. เมื่อความถี่เพิ่มขึ้นความยาวคลื่นจะลดลงและลดลง - เดาเอาเอง ต่อมาเราจะเห็นว่าความยาวคลื่นส่งผลโดยตรงต่อความยาวของเสาอากาศสำหรับการสื่อสารทางวิทยุ

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเดินทางอย่างอิสระผ่านอากาศหรืออวกาศ (สุญญากาศ) แต่ถ้าลวดโลหะเสาอากาศหรือตัวนำไฟฟ้าอื่น ๆ มาบรรจบกันบนเส้นทางของคลื่นพวกมันก็จะสูญเสียพลังงานไปซึ่งทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าสลับในตัวนำนี้ แต่ตัวนำพลังงานคลื่นไม่ได้ถูกดูดกลืนไปทั้งหมด ส่วนหนึ่งของมันถูกสะท้อนจากพื้นผิวและกลับไปหรือกระจัดกระจายไปในอวกาศ อย่างไรก็ตาม นี่เป็นพื้นฐานสำหรับการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในเรดาร์

คุณสมบัติที่มีประโยชน์อีกประการหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือความสามารถในการโค้งงอสิ่งกีดขวางที่ขวางหน้า แต่จะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อขนาดของวัตถุมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นหรือเทียบเคียงได้เท่านั้น ตัวอย่างเช่น ในการตรวจจับเครื่องบิน ความยาวของคลื่นวิทยุของตัวระบุตำแหน่งจะต้องน้อยกว่าขนาดทางเรขาคณิต (น้อยกว่า 10 ม.) หากร่างกายยาวเกินความยาวคลื่นก็สามารถสะท้อนกลับได้ แต่อาจไม่ได้สะท้อนให้เห็น พิจารณาเทคโนโลยีซ่อนตัวของกองทัพ ซึ่งใช้รูปทรงเรขาคณิต วัสดุดูดซับวิทยุ และการเคลือบเพื่อลดการมองเห็นวัตถุต่อเครื่องระบุตำแหน่ง

พลังงานที่นำพาโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับกำลังของเครื่องกำเนิด (ตัวปล่อย) และระยะห่างของมัน ตามหลักวิทยาศาสตร์ ดูเหมือนว่านี้: การไหลของพลังงานต่อหน่วยพื้นที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับพลังงานการแผ่รังสีและเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างถึงตัวปล่อย ซึ่งหมายความว่าช่วงการสื่อสารขึ้นอยู่กับกำลังของเครื่องส่งสัญญาณ แต่ขึ้นอยู่กับระยะทางที่ไกลกว่ามาก

การกระจายสเปกตรัม

คลื่นวิทยุที่ใช้ในวิศวกรรมวิทยุครอบครองภูมิภาคนี้ หรือในเชิงวิทยาศาสตร์มากกว่านั้น คลื่นความถี่ตั้งแต่ 10,000 ม. (30 kHz) ถึง 0.1 มม. (3,000 GHz) นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอันกว้างใหญ่ คลื่นวิทยุ (ความยาวลดลง) ตามด้วยรังสีความร้อนหรืออินฟราเรด หลังจากนั้นจะมีส่วนที่แคบของคลื่นแสงที่มองเห็นได้ จากนั้นก็เป็นสเปกตรัมของรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา - ทั้งหมดนี้เป็นการสั่นสะเทือนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีลักษณะเหมือนกัน โดยแตกต่างกันเฉพาะความยาวคลื่นและความถี่เท่านั้น

แม้ว่าสเปกตรัมทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นภูมิภาคต่างๆ แต่ขอบเขตระหว่างพวกเขาก็ยังมีการสรุปไว้เบื้องต้น ภูมิภาคต่างๆ จะติดตามกันอย่างต่อเนื่อง เปลี่ยนไปเป็นอีกภูมิภาคหนึ่ง และในบางกรณีก็ทับซ้อนกัน

ตามข้อตกลงระหว่างประเทศ สเปกตรัมของคลื่นวิทยุทั้งหมดที่ใช้ในการสื่อสารทางวิทยุแบ่งออกเป็นช่วง:

แต่ช่วงเหล่านี้มีความกว้างขวางมากและในที่สุดก็ถูกแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ซึ่งรวมถึงช่วงที่เรียกว่าช่วงการแพร่ภาพกระจายเสียงและโทรทัศน์ ช่วงสำหรับการสื่อสารทางบกและการบิน การสื่อสารอวกาศและทางทะเล สำหรับการส่งข้อมูลและการแพทย์ สำหรับการนำทางด้วยเรดาร์และวิทยุ ฯลฯ . บริการวิทยุแต่ละรายการได้รับการจัดสรรส่วนของคลื่นความถี่หรือความถี่คงที่ของตัวเอง

การจัดสรรคลื่นความถี่ระหว่างบริการต่างๆ

รายละเอียดนี้ค่อนข้างน่าสับสน บริการจำนวนมากจึงใช้คำศัพท์ "ภายใน" ของตนเอง โดยทั่วไป เมื่อกำหนดช่วงที่จัดสรรสำหรับการสื่อสารเคลื่อนที่ทางบก จะใช้ชื่อต่อไปนี้:

ไม่ควรสับสนชื่ออย่างเป็นทางการของช่วงความถี่กับชื่อของส่วนที่จัดสรรสำหรับบริการต่างๆ เป็นที่น่าสังเกตว่าผู้ผลิตอุปกรณ์การสื่อสารทางบกเคลื่อนที่รายใหญ่ของโลกผลิตแบบจำลองที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานภายในพื้นที่เฉพาะเหล่านี้

ในอนาคตเราจะพูดถึงคุณสมบัติของคลื่นวิทยุที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานในการสื่อสารวิทยุเคลื่อนที่ภาคพื้นดิน

คลื่นวิทยุแพร่กระจายอย่างไร

คลื่นวิทยุถูกปล่อยออกมาผ่านเสาอากาศสู่อวกาศและแพร่กระจายเป็นพลังงานสนามแม่เหล็กไฟฟ้า แม้ว่าธรรมชาติของคลื่นวิทยุจะเหมือนกัน แต่ความสามารถในการแพร่กระจายของคลื่นนั้นขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นอย่างมาก

โลกเป็นตัวนำไฟฟ้าสำหรับคลื่นวิทยุ (แม้ว่าจะไม่ใช่ตัวนำไฟฟ้าที่ดีนักก็ตาม) คลื่นวิทยุที่เคลื่อนผ่านพื้นผิวโลกจะค่อยๆอ่อนลง นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากระตุ้นกระแสไฟฟ้าในพื้นผิวโลกซึ่งใช้พลังงานส่วนหนึ่ง เหล่านั้น. พลังงานถูกดูดซับโดยโลก และยิ่งความยาวคลื่นยิ่งสั้นลง (ความถี่ยิ่งสูง)

นอกจากนี้ พลังงานคลื่นยังอ่อนตัวลงเนื่องจากการแผ่รังสีแพร่กระจายในทุกทิศทางของอวกาศ ดังนั้น ยิ่งเครื่องรับอยู่ห่างจากเครื่องส่งมากเท่าใด พลังงานก็จะตกต่อหน่วยพื้นที่น้อยลงและเข้าไปในเสาอากาศน้อยลงเท่านั้น

สามารถรับส่งสัญญาณจากสถานีกระจายเสียงคลื่นยาวได้ในระยะทางหลายพันกิโลเมตร และระดับสัญญาณจะลดลงอย่างราบรื่นไม่มีสะดุด สถานีคลื่นกลางสามารถได้ยินได้ในระยะหลายพันกิโลเมตร สำหรับคลื่นสั้น พลังงานของพวกมันจะลดลงอย่างรวดเร็วตามระยะห่างจากตัวส่งสัญญาณ สิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าในช่วงรุ่งเช้าของการพัฒนาวิทยุคลื่นตั้งแต่ 1 ถึง 30 กม. ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อการสื่อสาร โดยทั่วไปคลื่นที่สั้นกว่า 100 เมตรถือว่าไม่เหมาะสมสำหรับการสื่อสารทางไกล

อย่างไรก็ตาม การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับคลื่นสั้นและคลื่นสั้นเกินขีดแสดงให้เห็นว่าคลื่นเหล่านี้ลดทอนลงอย่างรวดเร็วเมื่อเดินทางใกล้พื้นผิวโลก เมื่อรังสีพุ่งขึ้น คลื่นสั้นจะย้อนกลับ

ย้อนกลับไปในปี 1902 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ Oliver Heaviside และวิศวกรไฟฟ้าชาวอเมริกัน Arthur Edwin Kennelly เกือบจะทำนายพร้อมกันว่ามีชั้นอากาศที่แตกตัวเป็นไอออนเหนือโลก - กระจกธรรมชาติที่สะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ชั้นนี้เรียกว่าชั้นไอโอโนสเฟียร์

ไอโอโนสเฟียร์ของโลกน่าจะทำให้สามารถเพิ่มช่วงการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุไปไกลเกินกว่าแนวสายตาได้ สมมติฐานนี้ได้รับการพิสูจน์โดยการทดลองในปี พ.ศ. 2466 พัลส์ความถี่วิทยุถูกส่งในแนวตั้งขึ้นไปและรับสัญญาณที่ส่งคืน การวัดเวลาระหว่างการส่งและรับพัลส์ทำให้สามารถระบุความสูงและจำนวนชั้นการสะท้อนได้

การแพร่กระจายคลื่นสั้นและยาว

หลังจากที่สะท้อนจากชั้นบรรยากาศรอบนอกสุดแล้ว คลื่นสั้นก็กลับมายังโลก โดยทิ้ง "เขตมรณะ" ไว้ข้างใต้เป็นระยะทางหลายร้อยกิโลเมตร เมื่อเดินทางไปยังไอโอโนสเฟียร์และกลับมาคลื่นไม่ "สงบลง" แต่สะท้อนจากพื้นผิวโลกและรีบไปที่ไอโอโนสเฟียร์อีกครั้งซึ่งมันจะถูกสะท้อนอีกครั้ง ฯลฯ ดังนั้นเมื่อถูกสะท้อนหลายครั้งวิทยุ คลื่นสามารถโคจรรอบโลกได้หลายครั้ง

เป็นที่ยอมรับกันว่าความสูงของการสะท้อนนั้นขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นเป็นหลัก ยิ่งคลื่นสั้นเท่าไร ความสูงที่สะท้อนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น และด้วยเหตุนี้ "เขตตาย" ก็จะยิ่งใหญ่ขึ้น การพึ่งพาอาศัยกันนี้เป็นจริงสำหรับส่วนคลื่นสั้นของสเปกตรัมเท่านั้น (สูงถึงประมาณ 25–30 MHz) สำหรับความยาวคลื่นที่สั้นกว่า ไอโอโนสเฟียร์จะมีความโปร่งใส คลื่นทะลุผ่านมันและออกไปสู่อวกาศ

รูปนี้แสดงให้เห็นว่าการสะท้อนไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับความถี่เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวันด้วย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าไอโอโนสเฟียร์ถูกไอออนไนซ์ด้วยรังสีดวงอาทิตย์และค่อยๆ สูญเสียการสะท้อนแสงเมื่อเริ่มมีความมืด ระดับของการแตกตัวเป็นไอออนยังขึ้นอยู่กับกิจกรรมแสงอาทิตย์ ซึ่งจะแตกต่างกันไปตลอดทั้งปีและในแต่ละปีในรอบเจ็ดปี

ชั้นสะท้อนแสงของชั้นไอโอโนสเฟียร์และการแพร่กระจายของคลื่นสั้น ขึ้นอยู่กับความถี่และเวลาของวัน

คลื่นวิทยุ VHF มีคุณสมบัติคล้ายกับรังสีแสงมากกว่า พวกมันไม่ได้ถูกสะท้อนจากชั้นบรรยากาศรอบนอกโลก โค้งงอไปรอบ ๆ พื้นผิวโลกเล็กน้อยมากและแผ่กระจายไปในแนวสายตา ดังนั้นช่วงของคลื่นสั้นเกินขีดจึงสั้น แต่นี่เป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนสำหรับการสื่อสารทางวิทยุ เนื่องจากคลื่นในช่วง VHF แพร่กระจายภายในขอบเขตการมองเห็น สถานีวิทยุจึงสามารถอยู่ห่างจากกัน 150–200 กม. โดยไม่มีอิทธิพลซึ่งกันและกัน ซึ่งจะทำให้สถานีใกล้เคียงสามารถนำความถี่เดิมกลับมาใช้ใหม่ได้

การแพร่กระจายของคลื่นสั้นและคลื่นสั้นมาก

คุณสมบัติของคลื่นวิทยุในช่วง DCV และ 800 MHz นั้นใกล้ชิดกับรังสีแสงมากขึ้นดังนั้นจึงมีคุณสมบัติที่น่าสนใจและสำคัญอีกอย่างหนึ่ง จำไว้ว่าไฟฉายทำงานอย่างไร แสงจากหลอดไฟซึ่งอยู่ที่จุดโฟกัสของตัวสะท้อนแสงจะถูกรวบรวมเป็นลำแสงแคบๆ ที่สามารถส่งไปในทิศทางใดก็ได้ สิ่งเดียวกันนี้สามารถทำได้กับคลื่นวิทยุความถี่สูง สามารถรวบรวมได้ด้วยกระจกเสาอากาศและส่งออกไปในคานแคบ เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเสาอากาศดังกล่าวสำหรับคลื่นความถี่ต่ำเนื่องจากขนาดของมันจะใหญ่เกินไป (เส้นผ่านศูนย์กลางของกระจกจะต้องใหญ่กว่าความยาวคลื่นมาก)

ความเป็นไปได้ของการแผ่รังสีโดยตรงทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบสื่อสารได้ เนื่องจากลำแสงแคบทำให้มีการกระจายพลังงานน้อยลงในทิศทางด้านข้าง ซึ่งช่วยให้สามารถใช้เครื่องส่งที่มีกำลังน้อยกว่าเพื่อให้ได้ช่วงการสื่อสารที่กำหนด การแผ่รังสีทิศทางทำให้เกิดการรบกวนน้อยลงกับระบบสื่อสารอื่นๆ ที่ไม่อยู่ในช่วงลำแสง

การรับคลื่นวิทยุยังสามารถใช้ประโยชน์จากการแผ่รังสีทิศทางได้ ตัวอย่างเช่น หลายคนคุ้นเคยกับเสาอากาศดาวเทียมแบบพาราโบลา ซึ่งเน้นการแผ่รังสีของเครื่องส่งสัญญาณดาวเทียมไปยังจุดที่ติดตั้งเซ็นเซอร์รับสัญญาณ การใช้เสาอากาศรับทิศทางในดาราศาสตร์วิทยุทำให้สามารถค้นพบพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์หลายประการได้ ความสามารถในการโฟกัสคลื่นวิทยุความถี่สูงทำให้มั่นใจได้ถึงการใช้งานอย่างแพร่หลายในเรดาร์ การสื่อสารด้วยรีเลย์วิทยุ การกระจายเสียงผ่านดาวเทียม การส่งข้อมูลไร้สาย ฯลฯ

จานดาวเทียมทิศทางพาราโบลา (ภาพจาก ru.wikipedia.org)

ควรสังเกตว่าเมื่อความยาวคลื่นลดลง การลดทอนและการดูดซับพลังงานในบรรยากาศจะเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะการแพร่กระจายของคลื่นที่สั้นกว่า 1 ซม. เริ่มได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น หมอก ฝน เมฆ ซึ่งอาจกลายเป็นอุปสรรคสำคัญที่จำกัดระยะการสื่อสารได้

เราได้เรียนรู้ว่าคลื่นวิทยุมีคุณสมบัติในการแพร่กระจายที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น และแต่ละส่วนของสเปกตรัมวิทยุจะถูกนำไปใช้โดยใช้ประโยชน์จากข้อดีของมันได้ดีที่สุด

พารามิเตอร์ทางกายภาพที่สำคัญซึ่งจำเป็นสำหรับการแก้ปัญหาต่างๆ ในด้านอะคูสติกและวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ สามารถคำนวณได้หลายวิธี ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่ระบุ วิธีที่สะดวกที่สุดในการทำเช่นนี้หากคุณทราบความถี่หรือระยะเวลาและความเร็วของการแพร่กระจาย

สูตร

สูตรพื้นฐานที่ตอบคำถามเกี่ยวกับวิธีการค้นหาความยาวคลื่นผ่านความถี่มีดังต่อไปนี้:

โดยที่ l คือความยาวคลื่นเป็นเมตร v คือความเร็วของการแพร่กระจายเป็น m/s u คือความถี่เชิงเส้นเป็นเฮิรตซ์

เนื่องจากความถี่สัมพันธ์กับจุดในความสัมพันธ์แบบผกผัน นิพจน์ก่อนหน้าจึงสามารถเขียนแตกต่างออกไปได้:

T คือคาบการสั่นเป็นวินาที

พารามิเตอร์นี้สามารถแสดงในรูปของความถี่วงจรและความเร็วเฟส:

ล. = 2 pi*v/w

ในนิพจน์นี้ w คือความถี่ไซคลิกที่แสดงเป็นเรเดียนต่อวินาที

ความถี่ของคลื่นที่ผ่านความยาวดังที่เห็นได้จากนิพจน์ก่อนหน้ามีดังนี้

ลองพิจารณาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายในสารที่มี n จากนั้นความถี่ของคลื่นในแง่ของความยาวจะแสดงด้วยความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

ถ้ามันแพร่กระจายในสุญญากาศ ดังนั้น n = 1 และนิพจน์จะอยู่ในรูปแบบต่อไปนี้:

ในสูตรสุดท้าย ความถี่ของคลื่นในรูปของความยาวแสดงโดยใช้ค่าคงที่ c - ความเร็วแสงในสุญญากาศ c = 300,000 กม./วินาที