Istnienie fal elektromagnetycznych przewidział teoretycznie w 1864 roku James Clerk Maxwell (1831-1879). Ich obecność wynikała ze skonstruowanego przez niego układu równań opisującego elektryczność i magnetyzm.
Doświadczalnie istnienie tych fal wykazał Heinrich Hertz (1857-1894) 23 lata później. Wytworzył je w eksperymencie przeprowadzonym w roku 1887.
Hertz stworzył przyrząd emitujący fale i nazwał go wibratorem, czyli źródłem drgań. Wibrator ten składał się z grubego sworznia miedzianego, na końcach którego umieszczone były metalowe kule. Kule miały 30 cm średnicy. Sworzeń był pośrodku rozcięty. Na zwróconych ku sobie połowach osadzone były dwie niewielkie, oddzielone od siebie przerwą 7-milimetrową. Odległość między środkami dużych kul wynosiła około metra. Kule te za pomocą przewodów połączone były z końcami indukcyjnej cewki Rumkorffa i otrzymywały różnoimienne ładunki. Kiedy wywoływane przez cewkę napięcie elektryczne stawało się dostatecznie duże, pomiędzy kulkami przeskakiwała iskra. Iskra ta tworzyła w otaczającej przestrzeni szybko zmieniające się pole elektromagnetyczne. Iskry pomiędzy kulkami przeskakiwały tak często, że emitowały w ciągu sekundy 50 milionów falowych drgań, które rozchodziły się od wibratora na wszystkie strony. Czas trwania jednego drgania elektromagnetycznego był znikomo krótki i wyznaczał długość fali. Według obliczeń długość fali emitowanej przez wibrator wynosiła około 6 metrów. W dalszych doświadczeniach Hertz zmodyfikował wibrator wywołując fale krótsze, długości około 60 cm.
Zadanie Hertza nie ograniczało się jedynie do odkrycia fal elektromagnetycznych lecz polegało na zbadaniu ich własności. Hertz odkrył, że są to fale stojące. Podlegają one tak jak światło prawom odbicia, polaryzacji i załamania z tą tylko różnicą, że są miliony razy dłuższe i dlatego niewidzialne dla oka.
Hertz udowodnił doświadczalnie, że drgania elektromagnetyczne rozszerzają się w przestrzeni w postaci fal i całkowicie potwierdził w ten sposób wszystkie założenia teorii Maxwella. Aparatura Hertza pozwalała przesłać fale zaledwie na kilka metrów w granicach niewielkiego laboratorium.
Pojmując znaczenie swych doświadczeń dla nauki Hertz nie przypuszczał jednak, że fale te mogą być wykorzystane do porozumiewania się bez przewodów na dalekie przestrzenie.
Po przeprowadzeniu doświadczeń Hertz powiedział: „..fale te nigdy nie znajdą żadnego zastosowania praktycznego, ich odkrycie ma jedynie znaczenie czysto poznawcze”.
Jak bardzo mylił się Hertz pokazał osiem lat później Włoch Guglielmo Marconi (1874-1937). Zbudował on, a następnie opatentował w 1897 roku zespół nadawczo-odbiorczy pozwalający przesyłać na odległość sygnały alfabetem Morse'a – „telegraf bez drutu”. Wtedy to rozpoczęła się „era radia i telewizji”.
Początkowo zasięg fal był niewielki, ale Marconi intensywnie pracował nad udoskonaleniem swojego wynalazku - w 1899 roku udało mu się przesłać sygnały przez kanał La Manche, trzy lata później przez Atlantyk (to tę datę niektórzy historycy uznają za początek istnienia radia). W 1906 roku udało się za pomocą fal radiowych przekazać ludzką mowę. W 1909 roku Marconi otrzymał Nagrodę Nobla. Równolegle z Marconim eksperymenty z przesyłaniem sygnałów prowadził Aleksander Popow (1859-1905).
W 1914 roku ruszyła w Belgii pierwsza rozgłośnia radiowa. Pierwsze - nieregularne - audycje były nadawane już w pierwszej dekadzie XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Odbierane były głównie przez operatorów radiowych na statkach. Na początku lat dwudziestych powstawały już stacje kierowane do każdego posiadacza domowego odbiornika.
Nieco później rozpoczęto prace nad przekazywaniem obrazów. Pierwsze próby z przesyłaniem obrazów ruchomych rozpoczęto w latach dwudziestych XX wieku.
Od 1936 roku w Anglii rozpoczyna się nadawanie regularnych programów telewizyjnych.
FALE RADIOWE To takie fale elektromagnetyczne o częstotliwości mniejszej od 3*1012 Hz i długości większej od 0,1 mm. Fale te powstają przez wypromieniowanie energi z anteny nadawczej. W zależności od długości fale te dzielimy na : · długie – od 800 do 2000 m, rozchodzą się nisko po powierzchni ziemi, są słabo pochłaniane przez ziemię i dają dobry odbiór nawet na odległości kilku tysięcy kilometrów · średnie – 200 do 600 m. Ulegają dużemu pochłanianiu przez ziemię, dają dobry odbiór do 400 m. Zasadniczy wpływ na rozchodzenie się fal ma atmosfera · krótki – od 10 do 100m. Mają własności odbijania się od górnych warst atmosfery i obejmują swoim zasięgiem całą kulę ziemską · ultrakrótkie – 10 cm do 10 m. Fale te rozchodzą się liniowo, dlatego ich zasięg ograniczony jest krzywizną kuli ziemskiej, mają zastosowanie w radiostacjach Fale radiowe ulegają rozproszeniu i pochłanianiu, odbiciu i załamaniu
MIKROFALE Mają długość od 1mm do 30 cm, o częstotliwości od 1 do 300 GHz Zastosowanie : radar, urządzenia grzewcze, kuchenki mikrofalowe, łącza telekomunikacyjne, astrologia, radioteleskopy, fizyka doświadczalna. Mikrofale są szkodliwe dla organizmu.
PODCZERWIEŃ Żródłem jest każde rozgrzane ciało. Stosowana jest w noktowizorach, komunikacji, technice wojskowej, piloty RTV. Noktowizja to widzenie w podczerwieni.
ULTRAFIOLET Fale mają długość od 10 do 400 nm. Nie wywołuje wrażeń wzrokowych. Promieniowanie to dzieli się na : - zakres a o długości 315 – 400 nm - zakres b o długości 280 – 315 nm - zakres c o długości 200 – 280 nm - nadfiolet próżniowy 10 – 200 nm Najsilniejszym źródłem jest słońce i lampa kwarcowa. Stosowane są w medycynie, przemyśle spożywczym, analiza luminezencyjna, świetlówka, sterylizacja pomieszczeń, biologia, badania mikroskopowe, kryminalistyka, muzeum. W małych dawkach jest zdrowotne, w dużych szkodliwe
RENTGEN 1885 – odkrył Rentgen Własności : - długość 0,03 A do 200 A A = 1*10-10 m Fale o dużej częstotliwości są niewidzialne dla oka, oddziaływują na kliszę fotograficzną, rozchodzą się prostoliniowo, podlegają interferencji i ugięciu, przenikają przez materiały przez które światło nie przejdzie np. drewno aluminium. Są pochłaniane przez materiały o dużym ciężaże właściwym np. ołów. Zastosowanie : medycyna, technika Źródło : lampa, korona słoneczna, ciało niebieskie.
GAMMA Długość mniejsza od 10-10. Emitowana przez jądra atomowe, wzbudzone podczas przemian jądrowych naturalnych, sztucznych, a także powstające w wyniku zderzeń cząsteczek naładowanych czy też aninilacji
Istnienie fal elektromagnetycznych przewidział teoretycznie w 1864 roku James Clerk Maxwell (1831-1879). Ich obecność wynikała ze skonstruowanego przez niego układu równań opisującego elektryczność i magnetyzm.
Doświadczalnie istnienie tych fal wykazał Heinrich Hertz (1857-1894) 23 lata później. Wytworzył je w eksperymencie przeprowadzonym w roku 1887.
Hertz stworzył przyrząd emitujący fale i nazwał go wibratorem, czyli źródłem drgań. Wibrator ten składał się z grubego sworznia miedzianego, na końcach którego umieszczone były metalowe kule. Kule miały 30 cm średnicy. Sworzeń był pośrodku rozcięty. Na zwróconych ku sobie połowach osadzone były dwie niewielkie, oddzielone od siebie przerwą 7-milimetrową. Odległość między środkami dużych kul wynosiła około metra. Kule te za pomocą przewodów połączone były z końcami indukcyjnej cewki Rumkorffa i otrzymywały różnoimienne ładunki. Kiedy wywoływane przez cewkę napięcie elektryczne stawało się dostatecznie duże, pomiędzy kulkami przeskakiwała iskra. Iskra ta tworzyła w otaczającej przestrzeni szybko zmieniające się pole elektromagnetyczne. Iskry pomiędzy kulkami przeskakiwały tak często, że emitowały w ciągu sekundy 50 milionów falowych drgań, które rozchodziły się od wibratora na wszystkie strony. Czas trwania jednego drgania elektromagnetycznego był znikomo krótki i wyznaczał długość fali. Według obliczeń długość fali emitowanej przez wibrator wynosiła około 6 metrów. W dalszych doświadczeniach Hertz zmodyfikował wibrator wywołując fale krótsze, długości około 60 cm.
Zadanie Hertza nie ograniczało się jedynie do odkrycia fal elektromagnetycznych lecz polegało na zbadaniu ich własności. Hertz odkrył, że są to fale stojące. Podlegają one tak jak światło prawom odbicia, polaryzacji i załamania z tą tylko różnicą, że są miliony razy dłuższe i dlatego niewidzialne dla oka.
Hertz udowodnił doświadczalnie, że drgania elektromagnetyczne rozszerzają się w przestrzeni w postaci fal i całkowicie potwierdził w ten sposób wszystkie założenia teorii Maxwella. Aparatura Hertza pozwalała przesłać fale zaledwie na kilka metrów w granicach niewielkiego laboratorium.
Pojmując znaczenie swych doświadczeń dla nauki Hertz nie przypuszczał jednak, że fale te mogą być wykorzystane do porozumiewania się bez przewodów na dalekie przestrzenie.
Po przeprowadzeniu doświadczeń Hertz powiedział: „..fale te nigdy nie znajdą żadnego zastosowania praktycznego, ich odkrycie ma jedynie znaczenie czysto poznawcze”.
Jak bardzo mylił się Hertz pokazał osiem lat później Włoch Guglielmo Marconi (1874-1937). Zbudował on, a następnie opatentował w 1897 roku zespół nadawczo-odbiorczy pozwalający przesyłać na odległość sygnały alfabetem Morse'a – „telegraf bez drutu”. Wtedy to rozpoczęła się „era radia i telewizji”.
Początkowo zasięg fal był niewielki, ale Marconi intensywnie pracował nad udoskonaleniem swojego wynalazku - w 1899 roku udało mu się przesłać sygnały przez kanał La Manche, trzy lata później przez Atlantyk (to tę datę niektórzy historycy uznają za początek istnienia radia). W 1906 roku udało się za pomocą fal radiowych przekazać ludzką mowę. W 1909 roku Marconi otrzymał Nagrodę Nobla. Równolegle z Marconim eksperymenty z przesyłaniem sygnałów prowadził Aleksander Popow (1859-1905).
W 1914 roku ruszyła w Belgii pierwsza rozgłośnia radiowa. Pierwsze - nieregularne - audycje były nadawane już w pierwszej dekadzie XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Odbierane były głównie przez operatorów radiowych na statkach. Na początku lat dwudziestych powstawały już stacje kierowane do każdego posiadacza domowego odbiornika.
Nieco później rozpoczęto prace nad przekazywaniem obrazów. Pierwsze próby z przesyłaniem obrazów ruchomych rozpoczęto w latach dwudziestych XX wieku.
Od 1936 roku w Anglii rozpoczyna się nadawanie regularnych programów telewizyjnych.
Przegląd fal elektromagnetycznych
FALE RADIOWE
To takie fale elektromagnetyczne o częstotliwości mniejszej od 3*1012 Hz i długości większej od 0,1 mm. Fale te powstają przez wypromieniowanie energi z anteny nadawczej. W zależności od długości fale te dzielimy na :
· długie – od 800 do 2000 m, rozchodzą się nisko po powierzchni ziemi, są słabo pochłaniane przez ziemię i dają dobry odbiór nawet na odległości kilku tysięcy kilometrów
· średnie – 200 do 600 m. Ulegają dużemu pochłanianiu przez ziemię, dają dobry odbiór do 400 m. Zasadniczy wpływ na rozchodzenie się fal ma atmosfera
· krótki – od 10 do 100m. Mają własności odbijania się od górnych warst atmosfery i obejmują swoim zasięgiem całą kulę ziemską
· ultrakrótkie – 10 cm do 10 m. Fale te rozchodzą się liniowo, dlatego ich zasięg ograniczony jest krzywizną kuli ziemskiej, mają zastosowanie w radiostacjach
Fale radiowe ulegają rozproszeniu i pochłanianiu, odbiciu i załamaniu
MIKROFALE
Mają długość od 1mm do 30 cm, o częstotliwości od 1 do 300 GHz
Zastosowanie : radar, urządzenia grzewcze, kuchenki mikrofalowe, łącza telekomunikacyjne, astrologia, radioteleskopy, fizyka doświadczalna.
Mikrofale są szkodliwe dla organizmu.
PODCZERWIEŃ
Żródłem jest każde rozgrzane ciało. Stosowana jest w noktowizorach, komunikacji, technice wojskowej, piloty RTV. Noktowizja to widzenie w podczerwieni.
ULTRAFIOLET
Fale mają długość od 10 do 400 nm. Nie wywołuje wrażeń wzrokowych. Promieniowanie to dzieli się na :
- zakres a o długości 315 – 400 nm
- zakres b o długości 280 – 315 nm
- zakres c o długości 200 – 280 nm
- nadfiolet próżniowy 10 – 200 nm
Najsilniejszym źródłem jest słońce i lampa kwarcowa.
Stosowane są w medycynie, przemyśle spożywczym, analiza luminezencyjna, świetlówka, sterylizacja pomieszczeń, biologia, badania mikroskopowe, kryminalistyka, muzeum.
W małych dawkach jest zdrowotne, w dużych szkodliwe
RENTGEN
1885 – odkrył Rentgen
Własności :
- długość 0,03 A do 200 A A = 1*10-10 m
Fale o dużej częstotliwości są niewidzialne dla oka, oddziaływują na kliszę fotograficzną, rozchodzą się prostoliniowo, podlegają interferencji i ugięciu, przenikają przez materiały przez które światło nie przejdzie np. drewno aluminium. Są pochłaniane przez materiały o dużym ciężaże właściwym np. ołów.
Zastosowanie : medycyna, technika
Źródło : lampa, korona słoneczna, ciało niebieskie.
GAMMA
Długość mniejsza od 10-10. Emitowana przez jądra atomowe, wzbudzone podczas przemian jądrowych naturalnych, sztucznych, a także powstające w wyniku zderzeń cząsteczek naładowanych czy też aninilacji