Як звукові хвилі використовуються в технологіях, таких як радіохвилі та звукові системи?

Звукові хвилі використовуються в різних технологіях, включаючи радіохвилі та звукові системи, для передачі інформації та відтворення звуку.

Радіохвилі: У радіотехніці звукові хвилі перетворюються на радіохвилі за допомогою модуляції. Звукові сигнали, такі як мова або музика, кодуються у вигляді електричних сигналів, які потім модулюються на радіохвилі, що несе. Ця модульована радіохвиля передається через простір і може бути прийнята радіоприймачами, які демодулюють сигнал назад у звукові коливання, які ми чуємо через динаміки чи навушники.

Звукові системи: У звукових системах звукові хвилі генеруються звуковими джерелами, такими як динаміки або гучномовці. Електричний сигнал, що містить звукову інформацію, подається на динамік, який перетворює електричний сигнал назад на механічні коливання, викликаючи коливання повітря і створюючи звукові хвилі. Потім ці звукові хвилі поширюються повітрям і можуть бути сприйняті нашими вухами, дозволяючи нам чути звук.

Таким чином, звукові хвилі відіграють важливу роль у технологіях, таких як радіохвилі та звукові системи, для передачі інформації та відтворення звуку.

Не просто "Ретро ФМ": як радіохвилі передають інформацію?

З приходом Інтернету радіо поступово втратило популярність. Але в нього набагато більше застосувань, ніж може здатися на перший погляд. На честь Всесвітнього дня радіо розповідаємо, як воно працює та як цифрову інформацію передають за допомогою радіохвиль.

Що таке радіохвилі?

Це електромагнітне випромінювання, частота коливання якого становить від нуля до 300 гігагерц. Воно поширюється хвилями у просторі.

Радіохвилі існували завжди: їхні природні джерела – це, наприклад, спалахи блискавок та астрономічні об'єкти. Однак людство навчилося штучно створювати їх та використовувати для того, щоб кодувати інформацію та передавати її на відстані.

Як працює радіо?

Передавач створює хвилі. У сучасних радіостанцій вони лежать у діапазоні від 87.5 до 108 мегагерц. Це частоти, які людина не сприймає: звук, який ми здатні почути, становить від 20 герц до 20 кілометрів.

Як тоді в такий високочастотний радіосигнал упаковують відносно низькочастотні звукові коливання? Для цього застосовуються два типи аналогової модуляції: амплітудна (AM) та частотна. Остання англійською називається frequency modulation і скорочується до FM.

У першому випадку для того, щоб передати звукові хвилі, змінюється амплітуда коливань несучих радіохвиль формою низькочастотного звукового сигналу. Виглядає це так:

Приймач ж «згладжує» такі високочастотні хвилі до стану звукової синусоїди, а потім посилює звук, що вийшов, за допомогою динаміків. Однак цей спосіб легко перешкоджає і вважається застарілим.

FM модуляція сучасніша, оскільки в її основі лежить коригування не довжини, а частоти звукової хвилі, яку не так просто змінити: на піку звукової синусоїди несуча частота радіо максимальна, а на спадах - мінімальна.

А як передають цифрові дані?

По суті, вся інформація закодована за допомогою двійкового коду: той же принцип шифрування застосовують для її передачі в радіохвилях.

Найпримітивніший спосіб — проста стрибкоподібна зміна частоти несучої радіохвилі. Велика частота означає одиницю, а менша – нуль. Це називається частотна маніпуляція.

Однак найчастіше застосовують фазову маніпуляцію, яка швидше передає дані. Існують два її підвиди: BPSK (двійкова) або QPSK (квадратична). Тут інформація передається зрушенням фаз радіохвилі, тобто різким усуненням хвилі за тимчасовою шкалою.

У двійковій фазовій маніпуляції вона може бути у фазі або протифазі: нуль та один відповідно.

У квадратичній ж хвиля зсувається по чотирьох фазах, кожна з яких несе відразу два біти.

Щоб прискорити спосіб передачі, в сучасних мережах 5G або Wi-Fi використовують усі доступні маніпуляції, що дозволяє шифрувати величезну кількість інформації одночасно.

Таким чином, більшість нашого інфополя побудована на технології радіомовлення.

Про те, що таке радіохвилі, як працює коливальний контур

Киньте на гладку водяну поверхню камінь, і на ній з'являться хвилі, що розходяться кругами на всі боки. Це водяні хвилі, вони створюються у воді і в ній поширюються.

Звукові хвилі у відкритому просторі створюються в повітрі і в ньому поширюються: видаліть повітря, і звуки зникнуть. З чого ж створено і в чому поширюються радіохвилі?

У деяких книгах дається таке пояснення з питання, що нас цікавить:

Радіохвилі — це «змінні електромагнітні поля, що поширюються в просторі».

Спробуємо скористатися цим формулюванням як вихідне в наших поясненнях природи радіохвиль.Дозвольте нагадати Вам зі шкільних уроків з фізики, що навколо будь-якого провідника з електричним струмом існує магнітне поле, а навколо тіла з електричним зарядом електричне поле.

Навіть, якщо Ви забули це, то, ймовірно, помічали, що гребінка або гребінець, яким Ви щойно упорядкували Ваше волосся, прагне притягнути до себе легкі предмети на кшталт шматочків цигаркового паперу, шерстинок тощо.

Ця сама гребінка до використання її за прямим призначенням не мала властивостями притягувати сторонні предмети.

Пояснення просте: від тертя про волосся гребінця набула електричного заряду, через що навколо гребінки виникло електричне поле. Воно-то діє на легкі предмети, притягуючи їх.

Полем взагалі називають форму матерії, у якій виявляється дія будь-яких сил. Наприклад, у полі земного тяжіння виявляється тяжіння до землі.

Форма матерії, у межах якої позначається дія електричних сил, називається електричним полем. Сильніше заряд - і поле сильніше. Немає заряду – немає поля.

У нас у руці мідний дріт, яким тече струм, а на столі — звичайний компас. Стрілка компаса орієнтує Вас у просторі, вказуючи північ.

Піднесіть до компаса цей провід, розташуйте його вздовж стрілки, і стрілка відхилиться убік (рис. 1). Збільшіть струм – стрілка відхилиться ще більше. Зменшіть струм - відхилення стрілки зменшиться. Вимкніть струм - стрілка знову вкаже північ. Значить, не сам провід впливає на стрілку компаса, а струм, що протікає ним.

Пояснення просте: струм створює навколо дроту магнітне поле, і це діє на стрілку компаса.

Мал. 1. Струм, що йде по дроту, відхиляє стрілку компаса.

Форма матерії навколо магніту чи провідника зі струмом, де виявляється дія магнітних сил, називається магнітним полем. Сильніше струм - сильніше магнітне поле. Немає струму – немає поля.

Якщо електричний струм періодично через рівні проміжки часу змінює як свою величину, а й напрям, такий струм називається змінним. Змінний струм створює змінне магнітне поле.

Те саме можна сказати і про змінне електричне поле. Якщо заряд, що його викликав, періодично змінює не тільки свою величину, а й полярність, то таке поле називається змінним електричним полем.

Змінні електричне та магнітне ПОЛЯ невіддільні один від одного. Якщо виникло змінне електричне поле, воно завжди створює навколо себе змінне магнітне поле і, навпаки, змінне магнітне поле обов'язково створить змінне електричне поле.

електромагнітні хвилі, т.е. е. взаємопов'язані змінні електричне та магнітне поля, що поширюються у повітрі або в безповітряному просторі, а також у багатьох інших речовинах зі швидкістю світла, що дорівнює 300 000 км/сек.

Електрична іскра. Достатньо де-небудь проскочити електричній іскрі, як зараз навколо неї виникнуть радіохвилі. Ви випадково замкнули дроти - короткий спалах, і в простір викинутий потік радіохвиль.

Іскрять щітки електродвигуна, працює електрозварювальний агрегат, іскрита дуга трамвая або ролик тролейбуса, працює автомобільний мотор із системою електричного запалення — байдуже: все це наповнює простір радіохвилями.

Саме через ці хвилі від іскрових розрядів, будь то розряди атмосферної електрики або іскріння електроустановок, відбуваються всі ті тріски, які Ви, ймовірно, не раз проклинали, слухаючи цікаву радіопередачу.

Тільки відійшовши з радіоприймачем кудись далеко за місто, де немає перешкод радіоприймачу від трамваїв, електричних ліфтів, електромедичних кабінетів та подібних до них пристроїв, можна вести прийом у відносній «електричній тиші».

Ось чому приймальні радіоцентри виносяться з міст до відокремлених місць.

Але і тут не завжди можна сховатися від перешкод. Гігантський іскровий розряд, яким є блискавка, створює настільки сильний буревій радіохвиль, що в грозу з гучномовця виривається оглушлива «артилерійська канонада».

Радіохвилі від блискавок сигналізують про наближення грози. Першою людиною, яка зуміла приймати радіосигнали блискавки, був російський вчений, винахідник радіо Олександр Степанович Попов. Один із своїх приладів, названий ним «грозовідмітником», він використав для того, щоб стежити за далекими грозами та передбачати їхнє наближення.

Люди взяли у природи її рецепт «виготовлення» радіохвиль.

Всі перші радіопередавачі створювали потужні потоки іскор, що сильно тріщать. Радіохвилі, що породжуються іскрами, переносили у простір різні повідомлення без жодних з'єднувальних проводів.

Ці перші радіостанції і називалися — «станції іскрового телеграфа». Відомо, що радіотелеграфісти потужної московської іскрової радіостанції (на Ходинці), йдучи на чергування, ще кілометра за півтора-два до будівлі на слух, тріском іскор — цих маленьких блискавок, могли читати повідомлення, що передаються знаками телеграфної азбуки.

Назва «радіостанція» з'явилася значно пізніше. Сучасна радіотехніка майже повністю відмовилася від вельми недосконалих іскрових станцій.

Як створюються радіохвилі.

Коротке визначення сутності створення радіохвилі таке: Провідник із змінним струмом високої частоти за деяких умов здатний випромінювати в навколишній простір радіохвилі.

Це визначення стане зрозумілим, коли буде розкрито внутрішній сенс кожного слова. умовах?» За яких саме?

Почнемо із з'ясування, що таке змінний струм.

2. Затухаючі коливання маятника.

3. Незагасні коливання маятника.

Знайомлячись з електромагнітним полем, ми отримали коротку довідку про те, що змінним називається струм, який періодично змінює не лише свою величину, а й напрямок.

Слід ще раз підкреслити, що слово «змінний» відноситься саме до напрямку. Як би не змінював свою величину електричний струм, його не можна назвати змінним, якщо він не змінює напряму.

Змінний струм тече поперемінно то в один бік, то в зворотний, ніби повторюючи коливальні рухи гойдалки або годинникового маятника Недарма існує технічний термін «електричні коливання».

Чому вчить маятник. До кінця маятника годинника я прикріплюю легку пір'їнку або волосок, змочений рідкою фарбою, потім штовхаю маятник і підношу до пір'їнка листок паперу.Пірчик починає викреслювати на листку пряму лінію - слід коливань маятника; що більше розмахи маятника, то більше вписувалося її довжина.

Тепер я починаю рівномірно пересувати листок паперу у напрямку, перпендикулярному площині коливань маятника. Лінія, що прокреслюється, розтягнеться, розгорнеться в хвилеподібний графік (рис. 2). Коливання маятника зареєстровані — вийшов графік коливань чи, як називають, осцилограма.

Осцилограма свідчить про те, що розмахи маятника швидко зменшувалися, і невдовзі маятник зупинився. Тертя в точці підвісу маятника і в точці торкання пір'їни з папером, а також опір повітря зробили свою справу. Коливання швидко загасли. Перед нами графік загасаючих коливань.

Іншу картину представляє графік, показаний на рис. 3. Сила тяжіння гир долала дію на маятник усіх зусиль, що гальмують. Тому маятник клацнув удар за ударом, не зменшуючи розмахів.

Можна було б цілий день витягувати з-під такого маятника паперову стрічку, і весь час викреслювалася б на ній хвилеподібна крива невгамовних коливань.

У будь-якої професії своя мова. Електрик чи радист не скаже «розмах» там, де йдеться про коливання: не розмах, а амплітуда. Поважаючи професійні звички, ми повинні сказати так: у загасаючих коливань амплітуди зменшуються, у незагасаючих залишаються незмінними.

Коливальний контур. Не тільки маятник або гойдалка, але й електричний струм можна змусити гасати або загасати коливання.

Для цього є дуже простий електричний пристрій - коливальний контур. Це свого роду "електричний маятник". Але, на відміну від коливань звичайного маятника, електричні коливання в контурі відбуваються неймовірно швидко.

На кожне коливання витрачається мізерна частка секунди, тому кількість коливань за секунду дуже велика.

Коливальний контур складається всього з двох основних частин: котушки індуктивності та конденсатора. Котушка є деяким числом витків мідного дроту, а конденсатор (найпростіше) — дві металеві пластинки, розділені шаром діелектрика.

Мал. 4. Чим більша площа пластин конденсатора і чим ближче одна до іншої, тим більша ємність.

Чим більша площа пластин і чим ближче вони розташовані одна до іншої, тим за інших рівних умов більшу електричну ємність має конденсатор (рис. 4). На величину ємності впливає і речовина діелектрика.

Конденсатор з папером як діелектрик «вбере» в себе в 2 рази більше електрики, ніж такий же конденсатор, але з повітрям замість паперу.

Слюдяний конденсатор «згустив» би в собі («конденсатор» російською означає «згущувач») у 6 разів більший заряд, ніж такий самий повітряний конденсатор.

Якщо приєднати кінці котушки до пластин конденсатора, вийде коливальний контур (рис. 5). Але такий «мертвий» контур нічим не цікавий. Щоб у контурі виникли електричні коливання, його потрібно «оживити».

Маятник ми відводимо вбік або даємо йому поштовх, і він починає мірно розгойдуватися з боку на бік. Коливальний контур також можна «підштовхнути».

До нього необхідно підвести кілька електричної енергії, щоб електрони прийшли в коливальний рух. Для цього конденсатор слід зарядити від джерела струму (рис. 6, а), а потім підключити до нього котушку індуктивності.

Електрична напруга U на пластинах конденсатора і повідомить електронам той електричний поштовх, який необхідний для порушення коливань в контурі. Конденсатор розряджається через котушку, і в ланцюгу потече струм (рис. 6,6).

З появою струму позначиться вплив котушки, що гальмує, - її індуктивність, яка залежить від числа витків, розмірів і форми котушки. Індуктивність – це електрична інерція.

Мал. 5. Коливальний контур складається з конденсатора, котушки L і з'єднувальних проводів.

Мал. 6. Отримання змінного струму в контурі.

Вона протидіє будь-якій зміні струму, подібно до того, як інерція тіла перешкоджає зміні його швидкості. Внаслідок протидії котушки електричної інерції струм наростатиме поступово і досягне найбільшої величини I_макс, якраз у той момент, коли конденсатор повністю витратить свій електричний заряд, тобто розрядиться.

Тепер, здавалося б, струм має зникнути. Насправді завдяки електричній інерції він не припиниться і протікатиме в той же бік за рахунок енергії, яка зосередилася в котушці.

Але струм поступово зменшуватиметься. Розряджений конденсатор тепер заряджатиметься у зворотному напрямку: пластина, що мала позитивний заряд, буде заряджатися негативно, а пластина, що мала негативний заряд, - позитивно.

Коли енергія повністю зосередиться в конденсаторі, струм у контурі припиниться (рис. 6, в), але на цьому не зупиниться. конденсатор, Що Зарядився, знову почне розряджатися: у контурі потече струм, але вже у зворотному напрямку (рис. 6,г).

Він зросте до максимальної величини, а потім знову впаде нанівець.

У цей момент завершиться повний цикл зміни струму контуру, тобто.закінчиться одне електричне коливання (рис. 6, д). Після цього всі зміни струму повторюватимуться, подібно до того як повторюються переміщення маятника. У контурі з'являться електричні коливання.

Коливання в контурі, що відбуваються без будь-якого впливу з боку, є надзвичайно короткочасними. Це тим, що електричний струм нагріває дроти котушки. Енергія електричних коливань перетворюється на тепло, яке розсіюється. Втрати

ці неминучі, тому коливання у контурі швидко згасають. Амплітуда їх стає дедалі менше, і, нарешті, коливання практично припиняються. Вони тривають дуже малу частку секунди.

Загасаючими коливаннями користувалися у перші роки розвитку радіотехніки. Але тепер вони не використовуються. Вже багато років тому було розроблено способи отримання незагасаючих коливань, на застосуванні яких і ґрунтується сучасна радіотехніка. Незагасні коливання - це коливання з неослабною силою. Амплітуда їх не змінюється.

Для того щоб отримати незагасаючі коливання, потрібний особливий пристрій, який «підкидає» коливальному контуру все нові й нові порції енергії. У годиннику роль цього пристрою виконує гиря або пружина. Як це робиться в коливальному контурі, ми дізнаємося далі.

Період та частота. У будівлі Ісаакіївського собору в Ленінграді під куполом підвішено довгий маятник, який служить для доказу обертання Землі навколо своєї осі. Довжина маятника 98м.

На одне повне коливання, тобто на рух маятника від схилу в один бік, перехід у протилежний бік і повернення до схилу, витрачається 20 сек.

Маятник же годинника-ходика протягом секунди встигне зробити два коливання.Словом, чим довший маятник, тим повільніше робить він коливання, тим більший період його коливань.

Період – це час одного повного коливання.

Від десятків секунд до десятих часток секунди - такі межі (діапазон) змін періодів коливань маятників.

Коливання в електричному контурі можуть відбуватися теж з різними періодами, але їх діапазон набагато ширший. Жодний маятник не зможе в 1 сек здійснити кілька тисяч коливань, тоді як для електричного струму такі коливання вважаються повільними.

Період електричних коливань визначається тим, наскільки швидко конденсатор може заряджатися і розряджатися, а котушка - управлятися зі своїм магнітним полем.

Число коливань на секунду називається частотою коливань. Одиниця виміру частоти називається «герц». Один герц (скорочено 1 гц) - одне повне коливання в секунду, т.е. е. один період за секунду.

Частота електричних коливань у контурі визначається величинами індуктивності котушки та ємності конденсатора. Чим більша індуктивність, тим сильніше позначиться її гальмуюча дія на зміні електричного струму в контурі і тим повільніше відбуватимуться коливання. Так само впливає на частоту коливань та ємність.

Зі збільшенням ємності конденсатора зростає час, необхідне його заряду і розряду. Значить, період коливань буде тривалішим, а кількість коливань на секунду менша.

Отже, змінюючи індуктивність і ємність контуру, можна змінювати частоту електричних коливань, що відбуваються в ньому, подібно до того як скрипаль, переміщуючи пальці по грифу скрипки і подовжуючи або укорочуючи струни, змінює тон, т.е. е. змінює частоту звукових коливань.

У радіотехніці доводиться мати справу з електричними коливаннями, частота яких досягає багатьох тисяч та мільйонів герц. Оперувати щоразу з такими великими числами так само незручно, як незручно виражати шлях від Москви до Ленінграда в міліметрах або вага поклажі вантажівки в грамах. Загальноприйнято користуватися більшими кратними одиницями: кілогерц (кгц) – тисяча герц та мегагерц (Мгц) – мільйон герц.

Випромінювання радіохвиль стає практично можливим лише в тому випадку, якщо частота коливань не нижче кількох десятків тисяч герц. Ось чому для випромінювання радіохвиль потрібен не просто змінний струм, а змінний струм високої частоти.

За допомогою коливального контуру можна отримати електричні коливання практично будь-якої частоти - від часток герца до багатьох сотень і тисяч мегагерц. Для цього треба тільки підібрати відповідні ємності та індуктивності коливального контуру.

Відкритий коливальний контур. Не слід думати, що достатньо створити в коливальному контурі високочастотні коливання, щоб він став випромінювати в навколишній простір радіохвилі. Ось тут і доводиться згадати «деякі умови», про які ми свого часу лише згадали.

Ефект випромінювання радіохвиль тим відчутніше, що більший простір охоплюється електричним і магнітним полями контуру. Конденсатор же за розмірами дуже невеликий і поле його, хоч і сильне, дуже зібране, стисло.

Воно займає невеликий обсяг простору. Те саме слід сказати і про магнітне поле: воно зібране, стисло навколо витків котушки.

Мал. 7. Розсуваючи пластини конденсатора, отримаємо відкритий коливальний контур.

Такий коливальний контур, у якого ємність та індуктивність зосереджені, внаслідок чого поля обмежені невеликим об'ємом, називається замкнутим коливальним контуром.

Застосовуючи його в якості випромінювача радіохвиль, можна очікувати не більшого успіху, ніж від спроби нагріти велику кімнату розпеченим цвяхом.

Отже, щоб посилити ефект випромінювання радіохвиль, треба збільшити розмір електромагнітного поля.

Відразу ж напрошується рішення розсувати пластини конденсатора, і тоді в електричне поле включатимуться нові частини частини простору. Але при розсуванні пластин зменшується ємність конденсатора.

Контур почне створювати коливання іншої частоти. Є вихід: одночасно з розсуванням пластин збільшувати їх розміри, і тоді ємність конденсатора залишається незмінною

На рис. 7 показано, як поступове розсування пластин призводить до створення відкритого коливального контуру. Місткість у нього утворена двома великими пластинами, віддаленими одна від одної на значну відстань.

Досвід показав, що замість суцільної пластини краще застосовувати два довгі дроти, оскільки вони створюють конденсатор цілком достатньої ємності.

Для більшого охоплення простору електричним полем один дріт на щоглах піднімають високо вгору, а іншу розташовують біля землі. Якщо по такому відкритому коливальному контуру почне протікати струм високої частоти, випромінювання радіохвиль забезпечене.

Коли А. З. Попов» почав застосовувати радіохвилі з метою зв'язку без проводів, знайшов необхідним збільшити розміри відкритого коливального контуру. Один дріт він підняв на високій щоглі вгору, а іншу закопав у землю.

Земля досить хороший провідник і за своєю дією цілком замінює одну з пластин конденсатора.Місткість відкритого коливального контуру була утворена піднятим догори дротом і землею, розділеними шаром повітря.

Провід, піднятий догори, отримав назву «антена». У перекладі російською з грецької це слово означає вусики (комахи). Ця назва була дана за зовнішньою подібністю.

Честь винаходу першої у світі антени належить також А.А. З. Попову.

Ми вже знаємо, що не можуть окремо існувати змінні магнітне та електричне поля. Тому при циркулюванні у відкритому коливальному контурі струмів високої частоти в навколишньому просторі виникатиме електромагнітне поле.

Сила або, краще сказати, напруженість цього поля буде тим більшою, чим струм, що сильніше викликав його, чим. більше амплітуда коливань струму у контурі.

Коливальний струм із невеликою амплітудою створить навколо антени електромагнітне поле невеликої напруженості. Навпаки, струм із великою амплітудою створить сильне електромагнітне поле. Чим більша напруженість поля, тим більш далекому відстані воно здатне діяти.

Випромінювання радіохвиль. Ми впритул підійшли чи не до найскладнішого явища, з яким має справу радіотехніка,— до виникнення випромінювання радіохвиль. Нам потрібно "змусити" переміщатися змінне електромагнітне поле антени.

Спираючись на формулювання, наведене на початку статті, ми можемо поставити знак рівності між електромагнітними полями і радіохвилями, що переміщаються. Залишиться пояснити, через які причини електромагнітне поле «залишає» антену і «вирушає» в самостійну подорож.

Електромагнітне поле антени «дихає» з частотою струму, що викликав його.Слідуючи за всіма змінами струму в антені, поле ніби втягується в антену, коли струм у ній зменшується до нуля, і ніби розбухає, коли струм досягає максимального значення.

Струм в антені не чекає. Рахунок йде на мікросекунди. Електромагнітне поле має встигати за струмом «втягуватися» і «розбухати». Тим ділянкам електромагнітного поля, які знаходяться біля самої поверхні проводу антени, не знадобиться багато часу на те, щоб швидко «всмоктатися» назад в антену при «втягуванні», т.е. е. у моменти припинення у ній струму.

Але дільницям, що знаходяться на периферії величезного електромагнітного поля, доведеться поспішити. Може вийти, насправді так і виходить, що периферійні ділянки поля ще не встигають «втягнутися» в антену, як назустріч їм почне рухатись, «розбухаючи», нове поле. Воно не пропустить до антени залишки вже втягнутого поля (рис. 8).

Мал. 8. Антена випромінює радіохвилі поштовхами, відганяючи.

«Запізніле» поле буде відкинуто антеною. З кожним «зітханням» електромагнітного поля антена поштовхами відкидатиме в простір «частину, що спізнилася».

Відтісняючи один від одного в сторони, відкинуті частини електромагнітного поля будуть змушені відходити все далі від антени, переміщаючись у просторі. Так відбувається випромінювання радіохвиль.

Якби електромагнітне поле було «акуратнішим», встигай воно своєчасно «втягнутися» в антену, ніякого випромінювання не вийшло б. У замкнутого коливального контуру поле дуже невелике.

Майже все воно встигає акуратно слідувати за всіма змінами струму. Не відбувається майже жодних запізнень! Зате практично не виходить випромінювання радіохвиль.

Довжина хвилі. Швидкість, з якої хвилі збільшують відстань між собою та антеною, нам уже відома: 300 000 км/с.Таку величезну швидкість якнайкраще характеризує слово «випромінювання».

Невипадково всі галузі техніки, що використовують електромагнітні поля, що «переміщаються», отримали приставку «радіо»: радіозв'язок, радіопеленгація, радіонавігація, радіолокація тощо. Слово «радіо» походить від латинського слова «радіус», що означає «промінь».

З кожним новим коливанням електричного струму в антені у простір випромінюється чергова хвиля. Скільки коливань струму, стільки хвиль. Але скільки_%б хвиль не випромінювалося, швидкість їх поширення суворо стала. Через секунду після початку випромінювання "голова" першої хвилі опиниться на відстані 300 000 км від антени.

Всі інші хвилі займуть проміжне положення між «головною» хвилею та антеною радіостанції. Перед кожної хвилі доведеться тим менше відстань, що більше хвиль випромінює за секунду антена, т. е. що вище частота коливань струму в антені.

Якщо частота струму дорівнює 1 МГц це означає, що за секунду антена випромінює 1 000 000 хвиль. Всі вони займають у просторі, рахуючи по прямій лінії у бік від випромінюючої антени, 300 000 км. Перед кожної хвилі доведеться 300 000 : 1 000 000 = 0,3 км = 300 м.

Ця відстань є шлях, який встигне пройти хвиля, що випромінюється радіостанцією за час одного коливання струму в антені, тобто за один період коливань (рис. 9). Воно називається довжиною хвилі, яка позначається грецькою літерою (ламбда).

При зниженні частоти коливань кожна хвиля займе більше місця у просторі. Якщо наприклад частота коливань струму в антені дорівнює 100 кгц і, отже, антена випромінює на секунду 100 000 хвиль, кожна хвиля «розтягнеться» у просторі на 300 000 : 100 000 = 3 кж = 3 000 м.

Навпаки, у разі підвищення частоти коливань струму в антені хвилі повинні будуть «стиснутися». При частоті 100 Мгц довжина хвилі становитиме лише 300 000: 100 000 000 = 0,003 км = 3 м.

Отже, що менше частота, то більше вписувалося довжина хвилі (ламбда₂ на рис. 9). І, навпаки, що більше частота, то коротше хвиля (ламбда1 на рис. 9).

Мал. 9. Шлях, який встигає пройти хвиля, що випромінюється радіостанцією, за час одного періоду коливань струму в антені, називається довжиною хвилі.

Довжина хвилі ламбда і частота f обернено пропорційні один одному. Тому довжину електромагнітної хвилі ламбда можна обчислити, якщо розділити швидкість поширення цієї хвилі, рівну 300 000 км в секунду, на частоту f.

Для того щоб довжина хвилі вийшла в метрах, як її зазвичай прийнято висловлювати, швидкість розповсюдження слід брати в метрах (300 000 000 м). Отже, можна написати:

Якщо ж частоту виражати в кілогерцях, то цих формулах для отримання довжини хвилі в метрах швидкість поширення треба брати в кілометрах (300000 км), тобто.

Джерело: Бурлянд В.А., Жеребцов І.П. Хрестоматія радіоаматора. 1963 р.