“العصر الذهبي من المفترض أن “الراديو” انتهى في الخمسينيات، مع ظهور التلفزيون. لكن خمن ماذا؟ تم بث البرامج التلفزيونية بإشارات الراديو. واليوم؟ الراديو في كل مكان. لديك راديو في سيارتك، ولكن ربما تفضل بث الموسيقى على هاتفك. حسنًا، كيف تصل الموسيقى إليك؟ عبر موجات الراديو من الأبراج الخلوية، هي الطريقة. يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الخاص بك على الراديو أيضًا. وفي هذا الصدد، تعمل شبكة Wi-Fi المنزلية أيضًا.
موجات الراديو هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي، تمامًا مثل الضوء المرئي. لكنها تقع في أسفل الطيف، مما يجعلها غير ضارة للبشر، لأن التردد المنخفض يعني طاقة منخفضة. (الإشعاع عالي التردد والطاقة العالية مثل الأشعة السينية أو أشعة جاما قصة أخرى). وهذا جزء من السبب الذي يجعل موجات الراديو مثالية للاتصالات اللاسلكية. يمكنهم أيضًا السفر لمسافات طويلة والمرور عبر العوائق مثل الجدران.
لذا فإن الراديو مهم أكثر من أي وقت مضى. ولكن هل تعلم أنه يمكنك بسهولة بناء جهاز إرسال واستقبال الراديو الخاص بك في المنزل باستخدام بعض الإمدادات البسيطة؟ انا ذاهب لتظهر لك كيف. إنه مشروع ممتع وعذر جيد لاستكشاف بعض الفيزياء الرائعة.
ما هي الموجة الكهرومغناطيسية؟
وفي هذا الصدد، ما هي الموجة؟ تخيل أن لديك خيطًا طويلًا مربوطًا أحد طرفيه بمقبض الباب. أنت واقف عبر الغرفة، ممسكًا بالطرف الآخر. الآن، إذا قمت بتحريك يدك لأعلى ولأسفل، فسوف تحدث اضطرابًا في الوتر، وسيتحرك هذا الاضطراب على طول الخيط. هذا موجة. في الأساس، الموجات تنقل الطاقة دون نقل المادة.
ماذا لو أخذت الخيط؟ في هذه الحالة، ستبدو كإنسان حزين يصافح صديقًا وهميًا. بدون الخيط، ليس هناك موجة. تحتاج الموجات إلى شيء ما “لتموجه” فيه، فهي تحتاج إلى وسط. لا يمكن أن يكون لديك أمواج المحيط بدون ماء. لا يمكن أن يكون لديك موجات صوتية في الفضاء، لأنه لا يوجد هواء لتموجها من خلاله.
ولكن ماذا لو قمت، بدلاً من الخيط، بهز شحنة كهربائية (مثل الإلكترون) لأعلى ولأسفل؟ الشحنات الكهربائية تخلق مجالات كهربائية، لذلك هذا تتحرك ستخلق الشحنة مجالًا كهربائيًا متذبذبًا، مما يؤدي إلى ظهور موجة كهربائية. وهنا يصبح الأمر غريبًا: لقد تبين أن المجال الكهربائي المتغير يخلق أيضًا تغييرًا مغناطيسي مجال. والعكس صحيح: المجال المغناطيسي المتغير يخلق مجالاً كهربائياً متغيراً. نحن نعرف هذا من معادلات ماكسويل.
هذا يعني أن لدينا ذبذبات كهربائية ومغناطيسية تتحركان معًا، وكل منهما وسط للآخر. ويسمى هذا المزيج الإشعاع الكهرومغناطيسي، المعروف أيضًا باسم “الضوء”. نعم، موجات الراديو هي مجرد ضوء، وضوء يستطيع تنتشر ذاتيًا عبر الفضاء الفارغ، بسرعة الضوء، في واقع الأمر.
محطة راديو كهرضغطية
حسنًا، لنقم بعمل موجة راديو! بالنسبة لجهاز الإرسال، كل ما تحتاجه هو ولاعة شواء، كما تعلم، من النوع ذو الأنبوب الطويل. عندما تضغط باستمرار على الزناد، يتم إطلاق الغاز عبر نهاية الأنبوب ويشتعل بشرارة صغيرة. إليكم واحدة قمت بتقطيعها إلى نصفين:
