Le onde radio sono una forma invisibile di radiazione elettromagnetica (EMR) che varia in lunghezza d’onda da circa 0.04 pollici (un millimetro) a oltre 62,000 miglia (100,000 km), rendendola una delle gamme più ampie dello spettro elettromagnetico. “Radio” è un termine generico che descrive tutte le forme di EMR con una lunghezza d’onda superiore a 0.04 pollici (un millimetro) e una frequenza inferiore a 300 GHz. È generato dal movimento della carica elettrica, che può derivare da una corrente elettrica o dal movimento casuale di atomi e molecole. Questa forma di EMR è fondamentale per le comunicazioni umane e viene utilizzata per televisione, radio e telefoni cellulari, nonché per radar e astronomia.
Come vengono prodotte le onde radio?
Tutte le radiazioni elettromagnetiche possono essere considerate come onde che ondeggiano attraverso un campo elettromagnetico, come le increspature in uno stagno. Sono prodotti quando una particella carica elettricamente, di solito un elettrone, cambia la sua velocità o direzione di movimento. Ciò può avvenire in vari modi, come il riscaldamento di atomi e molecole e cambiamenti nei livelli energetici degli elettroni; le onde generate dai trasmettitori radio risultano dal flusso di corrente elettrica. La frequenza e la lunghezza d’onda dipendono dalla quantità di energia coinvolta, con frequenze più alte e lunghezze d’onda più corte che indicano energie più elevate. Se la variazione di energia è relativamente piccola, possono essere prodotte onde radio.
si utilizza
L’uso più noto delle onde radio è quello di inviare immagini, audio e testo sotto forma di segnali: la lunga lunghezza d’onda della radio consente di aggirare gli ostacoli e percorrere lunghe distanze, a differenza della luce visibile e di altre radiazioni a frequenza più elevata. Le onde radio con una lunghezza d’onda inferiore a circa 10 metri vengono assorbite dall’atmosfera. Le onde più lunghe rimbalzano avanti e indietro tra la ionosfera e il suolo, rendendo la radio ideale per la trasmissione all’orizzonte. Le frequenze più basse vengono utilizzate per la comunicazione con i sottomarini, a causa della loro bassa energia – per la furtività – e dell’alto potere di penetrazione. Si può ritenere che queste frequenze più basse abbiano più “bassi”, nel senso che penetrano ulteriormente, specialmente attraverso mezzi densi come l’acqua.
Per inviare informazioni tramite onde radio, queste devono essere codificate in qualche modo. Esistono due metodi principali, noti come modulazione di ampiezza (AM) e modulazione di frequenza (FM). In AM, le informazioni vengono codificate variando l’ampiezza, o altezza, delle onde, mentre il metodo FM prevede l’utilizzo di modifiche alla frequenza per trasportare i dati. I modelli di diverse ampiezze o frequenze vengono decodificati dove vengono ricevuti per riprodurre le informazioni originali, che possono essere immagini, suoni o testo. In questo modo, informazioni complesse possono essere trasmesse su lunghe distanze a basso costo.
La radioastronomia è uno strumento fondamentale per comprendere l’universo. A causa dell’esistenza di nubi di gas e polvere nelle galassie, esiste un limite alla quantità di informazioni che possono essere ottenute utilizzando la luce visibile o frequenze più elevate di EMR. Le onde radio, tuttavia, possono attraversare questi ostacoli e molto di ciò che è stato appreso sull’interno delle galassie è arrivato attraverso l’analisi delle sorgenti radio naturali. Gli astronomi sono stati anche in grado di rilevare la radiazione del big bang stesso, che, a causa dell’espansione dell’universo, è stata estesa dalle sue frequenze molto elevate iniziali nella gamma delle microonde – questa è nota come radiazione cosmica di fondo (CMB ).
Effetti sulla salute
Sono state espresse preoccupazioni circa i possibili effetti sulla salute dell’esposizione alle onde radio, in particolare quelle nella gamma delle microonde, utilizzate dai telefoni cellulari e dai radar. Quando le radiazioni a radiofrequenza vengono assorbite dai tessuti, possono causare riscaldamento. Si ritiene che l’esposizione normale non causi alcun problema, ma trovarsi in prossimità di un potente trasmettitore radar può essere potenzialmente pericoloso. Il cristallino dell’occhio è particolarmente suscettibile ai danni causati dal riscaldamento e l’eccessiva esposizione alle radiazioni a microonde potrebbe potenzialmente portare alla cataratta. C’è anche preoccupazione per gli effetti a lungo termine dell’uso frequente del telefono cellulare, ma a partire dal 2013, gli studi clinici sono stati inconcludenti.
History
Le onde radio furono previste per la prima volta nel 1865 da James Clerk Maxwell, che inventò le equazioni per l’elettromagnetismo, in seguito note come equazioni di Maxwell. Mentre lavorava sulla relazione tra elettromagnetismo e luce, si rese conto che erano possibili altre forme di radiazione elettromagnetica, con lunghezze d’onda al di sopra e al di sotto della gamma visibile. L’esistenza della radiazione a lunghezza d’onda inferiore fu dimostrata sperimentalmente 22 anni dopo, nel 1887, quando Heinrich Hertz generò onde radio nel suo laboratorio. Nel giro di pochi decenni, furono ampiamente utilizzati per la trasmissione di informazioni. Guglielmo Marconi e Nikola Tesla sono entrambi accreditati di essere stati i primi pionieri nel campo della radio, ma Marconi brevettò il primo sistema di telegrafia senza fili nel 1896.