Dodał admin, 2008-03-13 Autor / Opracowanie: Marek

Fale elektromagnetyczne – rozprzestrzenianie się zaburzenia elektromagnetycznego w postaci zmiennego pola elektrycznego i magnetycznego w środowisku otaczającym źródło tych zaburzeń

Fala elektromagnetyczna w ośrodku jednorodnym jest falą poprzeczną. Najprostszą falą elektromagnetyczną jest fala monochromatyczna. W zależności od kształtu powierzchni falowej rozróżnia się np. fale kuliste, cylindryczne, płaskie i inne. Długości fal elektromagnetycznych mieszczą się w szerokich granicach. Wszystkie rodzaje tych fal, niezależnie od ich długości ulegają tłumieniu, odbiciu, załamaniu, dyfrakcji, interferencji itd. Jednak ze zmniejszeniem się długości wykazują w coraz słabszym stopniu cechy falowe, a w większym korpuskularne. Wykrycie fal elektromagnetycznych wymaga stosowania odpowiednich detektorów przetwarzających energię elektromagnetyczna w inne formy energii, np. dla fal radiowych stosuje się detektory takie jak termopary, bolometry, prostowniki. Fale elektromagnetyczne bardzo krótkie wykrywane są metodami jonizacyjnymi lub fotochemicznymi. Fale elektromagnetyczne znalazły szerokie zastosowanie m.in. do badań mikrostruktury materii i przestrzeni kosmicznej.
W 1887 roku Niemiec Henryk Hertz zademonstrował publicznie nadawanie i odbiór fal elektromagnetycznych. Jego nadajnik wytwarzał prąd elektryczny, którego kierunek przepływu zmieniał się gwałtownie przy przeskoku iskry między elektrodami. Szybkozmienny prąd elektryczny zmuszał dwie płyty do emitowania fal radiowych, które były natychmiast rejestrowane przez Hertza za pomocą oddalonego o 3 metry odbiornika. Składał się on z pętli z drutu z przerwą pomiędzy końcami. W zaciemnionym pomieszczeniu było doskonale widoczne, gdy pomiędzy końcami drutu odbiornika przeskakiwały iskry, kiedy eksperymentator włączał nadajnik. To fal radiowe odbierane przez pętle powodowały, że płynął w nich prąd, co owocowało przeskokiem iskry w miejscu, gdzie obwód był przerwany.
Fale elektromagnetyczne znalazły szerokie zastosowanie między innymi w telekomunikacji. Telekomunikacją nazywa się dziedzinę zajmującą się przekazywaniem na odległość dźwięków, obrazów i sygnałów. Obejmuje ona telefonię, telegrafię, radiofonię, radiolokację, telewizję oraz telefonię komórkową.

TELEFONIA

W 1876 roku Alexander Grahama Bell jako pierwszy opatentował urządzenie, za pomocą którego można przesyłać na odległość mowę. W mikrofonie jego telefonu fale dźwiękowe padały na giętką membranę, do której przymocowano magnes stały. Membrana z magnesem wibrowały, co dzięki zjawisku indukcji elektromagnetycznej, powodowało wytwarzanie w znajdującej się tuż obok cewce zmiennego prądu, którego natężenie odpowiadało zmianom ciśnienia fali akustycznej. Ten prąd przesyłano kablem do odbiornika, czyli słuchawki, gdzie przechodził przez uzwojenie elektromagnesu. Zmienny prąd powodował zmienne pole magnetyczne, w którym wibrowała ferromagnetyczna membrana, odtwarzając oryginalny dźwięk. Bellowski nadajnik wytwarzał jedynie słaby sygnał i nie było wówczas metody jego wzmocnienia. Znacznie lepsze efekty uzyskał amerykański wynalazca, Thomas Alva Edison. W 1878 roku ulepszył urządzenie Bella, wprowadzając mikrofon węglowy, w którym drgania membrany pobudzanej falą akustyczną powodowały zmiany ciśnienia działającego na pojemnik wypełniony granulatem węglowym. Zmiany ciśnienia były przyczyną zmian oporu elektrycznego pojemnika, który był włączony w obwód zasilany z baterii. Dzięki temu natężeniu prądu płynącego obwodzie było modulowanie zgodnie ze zmianami ciśnienia powietrza, wytwarzanymi przez falę akustyczną. Odbiornik – słuchawka był prawie identyczny jak ten w oryginalnym rozwiązaniu Bella.
Aż do niedawna większość aparatów telefonicznych byłą wyposażona w mikrofony węglowe. Ostatnio większość telefonów ma mikrofony pojemnościowe, których mikrofon zawiera pewien stały ładunek elektryczny. Pozwalają one uzyskać znaczne lepszy stosunek sygnału do szumu, a przez to lepszą jakość odtwarzanego dźwięku.