§ 54. Диапазоны электромагнитных волн

Пространство вокруг нас непрерывно заполнено электромагнитными колебаниями, которые различаются по своим физическим характеристикам. Учёные разделили весь этот непрерывный спектр на шесть крупных участков, ориентируясь на длину волны и соответствующую частоту. К ним относятся радиодиапазон, инфракрасная область, видимый свет, ультрафиолет, рентгеновские лучи и гамма-излучение. Границы между этими участками не являются жёсткими барьерами, поскольку свойства излучения меняются постепенно. Поэтому условные числовые значения на шкале служат лишь для удобства классификации и расчётов в учебных задачах. Вся шкала целиком изображена на рис. 1: у левого края отложены самые длинные волны (до десяти тысяч метров) — это радиоволны, за ними отдельной полосой показаны микроволны, дальше инфракрасное излучение, тончайшая радужная полоска видимого света, ультрафиолет, рентген и у правого края гамма-излучение с самыми короткими волнами.

Самым длинноволновым участком спектра считаются радиоволны, чьи размеры колеблются от десятков километров до долей миллиметра. В природе такие колебания рождаются во время атмосферных разрядов молний или генерируются далёкими космическими телами. В технике источники создаются искусственно с помощью проводников и антенн, где электроны совершают вынужденные колебания. Именно в лабораторных условиях Генрих Герц впервые сумел получить и зафиксировать подобные волны, доказав их реальное существование.

Идея использовать незаметные глазу колебания для передачи сообщений без проводов принадлежит Александру Попову. В конце девятнадцатого века он собрал специальную установку, состоящую из передатчика и приёмника. С помощью этого аппарата в тысяча восемьсот девяносто шестом году он сумел передать на расстояние двести пятьдесят метров первую радиограмму из двух слов «Генрих Герц». Это событие стало поворотным моментом в развитии беспроводной телеграфии и заложило фундамент для всех современных систем передачи данных.

Для разных технических задач подбираются определённые участки радиодиапазона. Радиовещание обычно работает в километровом и метровом интервалах, а телевещание предпочитает метровые и дециметровые волны. Дециметровый диапазон активно используется в беспроводных сетях, Bluetooth-модулях и мобильных телефонах. Принцип работы сотовой сети строится на разделении территории на гексагональные зоны, где в центре каждой стоит базовая вышка. При звонке телефон излучает сигнал, несущий преобразованную звуковую информацию.