Fyzika a klasická energetika

Článků v rubrice: 221

Radiové vlny mapují mořské proudy

Soustava antén podél západního pobřeží USA vysílá na moře radiové signály. Ne kvůli lodím – posílá je do samotného oceánu. Radiové vlny se odrážejí zpět a 24 hodin denně zásobují vědce informacemi o místních pobřežních mořských proudech.

Fotogalerie (2)
Mořské proudy (zdroj Shutterstock)

„Radiová síť nám umožňuje mapovat povrchové mořské proudy od státu Washington po  Ensenadu v Mexiku,“ říká Toby Garfield, profesor věd o Zemi z University San Francisko. Systém pracuje stejně jako policejní radar. Každá anténa na břehu vysílá FM radiový signál, ten se odráží od vln a je zpětně přijímán anténami. Pohyby oceánu změní vlnovou délku radiových vln a z této změny se vypočítá způsob, jak se voda pohybuje. Systém dosáhne až 90 mil daleko od pobřeží (136 km), což umožňuje zjišťovat, jak větší proudy interagují s menšími při břehu.

Zvlášť ostře sledovaný je Kalifornský proud směřující od Kanady na jih k Mexiku, který je odpovědný za kalifornské mlhy, chladné počasí, ale také za bohatý rybolov ve zdejších vodách. „Kalifornský proud není konstantní,“ říká Garfield. Může se u pobřeží otočit a má sezonní cykly. Díky radiovému systému můžeme mapovat jeho změny, vliv na životní prostředí, klima a živočichy.“

V roce 2007 také pomohl mapovat cestu ropné skvrny a směrovat záchranáře v sanfranciské zátoce.

Co jsou radiové vlny

Radiové vlny jsou druhem elektromagnetického záření. Používáme je jako nositele komunikace – v rádiu se mění na mechanické vibrace a z reproduktoru pak slyšíme zvukové vlny. (Elektromagnetické záření se přenáší jako částice nebo vlny o různých frekvencích a vlnových délkách. Spektrum se obecně dělí na sedm hlavních oblastí: radiové vlny, mikrovlny, infračervené, viditelné, ultrafialové, záření X a gama záření.) Radiové vlny mají vlnovou délku – od milimetrů do více než 100 kilometrů a frekvence od cca 3 000 kHz až po 300 GHz.

Kdo je objevil

Jejich existenci předpověděl skotský fyzik James Clerk Maxwell, který v roce 1870 vytvořil teorii elektromagnetizmu. O několik let později Heinrich Hertz, německý fyzik, aplikoval jeho teorie na vysílání a přijímání radiových vln. Na jeho počest je pojmenovaná jednotka frekvence elektromagnetických vln – hertz.

Pásma radiových vln

Obvykle se radiové vlny dělí na několik pásem:

frekvence

Vlnová délka

Extrémně nízká frekvence (ELF)

<3 kHz

>100 km

Velmi nízká frekvence (VLF)

3 - 30 kHz

10 - 100 km

Nízká frekvence (LF)

30 - 300 kHz

1 m - 10 km

Střední frekvence (MF)

300 kHz - 3 MHz

100 m - 1 km

Vysoká frekvence (HF)

3 - 30 MHz

10 - 100 m

Velmi vysoká frekvence (VHF)

30 - 300 MHz

1 - 10 m

Ultra vysoká frekvence (UHF)

300 MHz - 3 GHz

10 cm - 1 m

Super vysoká frekvence (SHF)

3 - 30 GHz

1 cm - 10 cm

Extrémně vysoká frekvence (EHF)

30 - 300 GHz

1 mm - 1 cm

Radiové vlny v přírodě

Nejsilnějším zdrojem ELF/VLF vln v přírodě jsou blesky. Vlny produkované bleskem se mohou odrážet mezi zemí a ionosférou, a mohou tak cestovat kolem Země. Takové radiové vlny jsou též produkované umělými zdroji, jako jsou elektrické generátory, vysokonapěťové linky, televizní a radiové vysílače. ELF vlny jsou užitečné, protože mají daleký dosah a umí pronikat i vodou a skálou – můžeme je tedy použít pro komunikaci i pod vodou na ponorkách, nebo v dolech a jeskyních. Hodí se však jen pro pomalý přenos dat, protože nemůžou být modulovány dostatečně rychle na slyšitelný zvuk, jehož frekvence je 20 až 20 000 Hz.

Radiové vlny v komunikaci

LF a MF radiová pásma používá mořská i letecká komunikace a komerční rádia s AM – amplitudovou modulací.

HF, VHF a UHF pásma zahrnují FM radio, televizní zvuk, mobilní telefony a GPS. Tato pásma používají frekvenční modulaci – amplituda signálu zůstává konstantní a frekvence se lehce mění podle signálu. Kvalita přenosu je lepší než u amplitudové modulace, protože okolní faktory ovlivní amplitudu signálu snadněji, než frekvenci.

Krátkovlnné rádio užívá frekvence v HF pásmu, od 1,7 MHz do 30 MHz. Pásmo se dělí do segmentů, rozhlasové stanice mají přidělen vždy svůj zvláštní segment. Krátkovlnné stanice mohou být slyšet na tisíce kilometrů, protože signál se odráží od ionosféry a postupnými zpětnými odrazy může doputovat neočekávaně daleko.

SHF a EHF představují nejvyšší frekvence a někdy se už považují za mikrovlnná pásma. Molekuly vzduchu mají tendenci tyto vlny absorbovat, což omezuje jejich dosah. Krátkovlnný signál ale může být nasměrován tenkými paprsky přes parabolické antény, takže je efektivní pro komunikaci na krátké vzdálenosti mezi pevnými stanovišti. SHF je méně ovlivňováno atmosférou a používá se pro Wi-Fi, Bluetooth a bezdrátová USB. SHF vlny se také odrážejí od předmětů, jako jsou auta, lodě a letadla; užívají se proto často v radarech.

Podle http://www.livescience.com/14696-ocean-currents-radio-waves.html.

Plakát s vysvětlením spektra elektromagnetického záření je volně ke stažení zde: https://www.cez.cz/cs/vyzkum-a-vzdelavani/pro-studenty/materialy-ke-studiu/tiskoviny/24.html

Marie Dufková
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Evropské univerzity se spojují pro výchovu kvantových odborníků

Desítky evropských univerzit včetně ČVUT se prostřednictvím Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské (FJFI) spojily v rámci evropského projektu QTEdu Open Master spadajícího do evropského projektu Quantum Flagship.

Jak pozná mobil ze signálů GPS mou polohu?

Systém GPS (údajně "Gde Proboha 'Sem?") umožní vašemu přijímači aby našel svou polohu na Zemi ze signálů vysílaných družicemi systému.

Earth 300 bude první superjachtou s jaderným pohonem na světě

Projekt Earth300 je nejen první superjachtou s jaderným pohonem na světě, ale má se stát extrémní technologickou platformou pro vědu, průzkum a inovace na moři.

Skrytý svět pod nohama Brňanů

Hluboko pod ulicemi Brna leží na dvě desítky kilometrů důmyslných staveb, díky nimž do tisíců brněnských domů proudí voda či elektřina. Síť podzemních kolektorů moravské metropole se ...

Města budoucnosti, která fungují již dnes

Už dnes využívá mnoho měst technologie a inovace, které zlepšují život občanům. Mohli bychom je označit za města budoucnosti - určitě by si obyvatelé i jiných měst přáli, aby se jim žilo lépe a snadněji.

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail