แสงกับคลื่นวิทยุ
พลังงานเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของจักรวาล มันถูกอนุรักษ์ไว้ทั่วทั้งจักรวาลทางกายภาพ ไม่เคยสร้างหรือไม่เคยถูกทำลาย แต่เปลี่ยนจากรูปแบบหนึ่งไปสู่อีกรูปแบบหนึ่ง เทคโนโลยีของมนุษย์โดยพื้นฐานแล้วขึ้นอยู่กับความรู้เกี่ยวกับวิธีการจัดการกับรูปแบบเหล่านี้เพื่อสร้างผลลัพธ์ที่ต้องการ ในทางฟิสิกส์ พลังงานเป็นหนึ่งในแนวคิดหลักของการสืบสวน ควบคู่ไปกับสสาร นักฟิสิกส์ James Clarke Maxwell อธิบายการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในทศวรรษ 1860
รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าถือได้ว่าเป็นคลื่นตามขวาง โดยที่สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กจะแกว่งไปมาในแนวตั้งฉากกัน และในทิศทางของการแพร่กระจายพลังงานของคลื่นอยู่ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ดังนั้น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจึงไม่ต้องการตัวกลางในการแพร่กระจาย ในสุญญากาศ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเดินทางด้วยความเร็วแสง ซึ่งเป็นค่าคงที่ (2.9979 x 108 ms-1) ความเข้ม/ความแรงของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กมีอัตราส่วนคงที่ และจะแกว่งเป็นเฟส (นั่นคือยอดและร่องน้ำเกิดขึ้นพร้อมกันในระหว่างการขยายพันธุ์)
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความยาวคลื่นและความถี่ต่างกัน คุณสมบัติที่แสดงโดยคลื่นเหล่านี้แตกต่างกันไปตามความถี่ ดังนั้นเราจึงตั้งชื่อช่วงความถี่ต่างกันด้วยชื่อที่ต่างกัน คลื่นแสงและคลื่นวิทยุเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสองช่วงที่มีความถี่ต่างกัน เมื่อคลื่นทั้งหมดเรียงลำดับจากมากไปน้อยหรือมากไปหาน้อย เราเรียกว่าสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
-
ภาพ 
ภาพ - ที่มา: Wikipedia
คลื่นแสง
แสงคือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างความยาวคลื่น 380 nm ถึง 740 nm เป็นช่วงของสเปกตรัมที่ดวงตาของเรามีความอ่อนไหว ดังนั้น มนุษย์จึงมองเห็นสิ่งต่าง ๆ โดยใช้แสงที่มองเห็นได้ การรับรู้สีของดวงตามนุษย์ขึ้นอยู่กับความถี่/ความยาวคลื่นของแสง
ด้วยความถี่ที่เพิ่มขึ้น (ความยาวคลื่นลดลง) สีจะแตกต่างจากสีแดงเป็นสีม่วงตามที่แสดงในแผนภาพ
ที่มา: Wikipedia
บริเวณที่อยู่เหนือแสงสีม่วงในสเปกตรัม EM เรียกว่ารังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ภูมิภาคที่อยู่ด้านล่างของภูมิภาคสีแดงเรียกว่าอินฟราเรด และการแผ่รังสีความร้อนเกิดขึ้นในภูมิภาคนี้
ดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานส่วนใหญ่ออกมาในรูปของแสงยูวีและแสงที่มองเห็นได้ ดังนั้นชีวิตที่พัฒนาบนโลกจึงมีความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกับแสงที่มองเห็นได้ในฐานะแหล่งพลังงาน สื่อสำหรับการรับรู้ทางสายตา และอื่นๆ อีกมากมาย
คลื่นวิทยุ
บริเวณนี้เป็นสเปกตรัม EM ที่อยู่ใต้ขอบเขตอินฟราเรดเรียกว่าเขตวิทยุ บริเวณนี้มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 1 มม. ถึง 100 กม. (ความถี่ที่สอดคล้องกันคือตั้งแต่ 300 GHz ถึง 3 kHz) ภูมิภาคนี้แบ่งออกเป็นหลายภูมิภาคเพิ่มเติมตามตารางด้านล่าง โดยทั่วไปแล้ว คลื่นวิทยุใช้สำหรับกระบวนการสื่อสาร การสแกน และการสร้างภาพ
| ชื่อวง | ตัวย่อ | วง ITU | ความถี่และความยาวคลื่นในอากาศ | การใช้งาน |
| ความถี่ต่ำมาก | TLF |
< 3 Hz 100,000 กม |
เสียงแม่เหล็กไฟฟ้าจากธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้น | |
| ความถี่ต่ำมาก | เอลฟ์ | 3 |
3–30 Hz 100,000 กม. – 10,000 กม. |
สื่อสารกับเรือดำน้ำ |
| ความถี่ต่ำมาก | SLF |
30–300 Hz 10,000 กม. – 1,000 กม. |
สื่อสารกับเรือดำน้ำ | |
| ความถี่ต่ำพิเศษ | ULF |
300–3000 Hz 1000 กม. – 100 กม |
การสื่อสารใต้น้ำ การสื่อสารภายในเหมือง | |
| ความถี่ต่ำมาก | VLF | 4 |
3–30 kHz 100 กม. – 10 กม. |
การนำทาง, สัญญาณเวลา, การสื่อสารใต้น้ำ, เครื่องวัดอัตราการเต้นของหัวใจแบบไร้สาย, ธรณีฟิสิกส์ |
| ความถี่ต่ำ | LF | 5 |
30–300 kHz 10 กม. – 1 กม. |
การนำทาง, สัญญาณเวลา, การกระจายเสียงคลื่นยาว AM (ยุโรปและบางส่วนของเอเชีย), RFID, วิทยุสมัครเล่น |
| ความถี่กลาง | MF | 6 |
300–3000 kHz 1 กม. – 100 ม. |
AM (คลื่นกลาง) ออกอากาศ, วิทยุสมัครเล่น, บีคอนหิมะถล่ม |
| ความถี่สูง | HF | 7 |
3–30 MHz 100 ม. – 10 ม. |
การออกอากาศคลื่นสั้น, วิทยุวงดนตรีพลเมือง, วิทยุสมัครเล่นและการสื่อสารการบินเหนือขอบฟ้า, RFID, เรดาร์เหนือขอบฟ้า, การสร้างลิงค์อัตโนมัติ (ALE) / การสื่อสารทางวิทยุใกล้แนวดิ่งสกายเวฟ (NVIS), วิทยุสื่อสารทางทะเลและมือถือ |
| ความถี่สูงมาก | VHF | 8 |
30–300 MHz 10 ม. – 1 ม. |
FM การออกอากาศทางโทรทัศน์และการสื่อสารระหว่างเครื่องบินกับเครื่องบินและระหว่างเครื่องบินกับเครื่องบิน การสื่อสารเคลื่อนที่ทางบกและทางทะเล วิทยุสมัครเล่น วิทยุสภาพอากาศ |
| ความถี่สูงพิเศษ | UHF | 9 |
300–3000 MHz 1 ม. – 100 มม. |
การออกอากาศทางโทรทัศน์ เตาไมโครเวฟ อุปกรณ์ไมโครเวฟ/การสื่อสาร ดาราศาสตร์วิทยุ โทรศัพท์มือถือ LAN ไร้สาย Bluetooth ZigBee GPS และวิทยุสองทาง เช่น วิทยุ Land Mobile, FRS และ GMRS, วิทยุสมัครเล่น |
| ความถี่สูงมาก | SHF | 10 |
3–30 GHz 100 มม. – 10 มม. |
ดาราศาสตร์วิทยุ อุปกรณ์ไมโครเวฟ/การสื่อสาร LAN ไร้สาย เรดาร์ที่ทันสมัยที่สุด ดาวเทียมสื่อสาร การแพร่ภาพโทรทัศน์ผ่านดาวเทียม DBS วิทยุสมัครเล่น |
| ความถี่สูงมาก | EHF | 11 |
30–300 GHz 10 มม. – 1 มม. |
ดาราศาสตร์วิทยุ, รีเลย์วิทยุไมโครเวฟความถี่สูง, การตรวจจับระยะไกลด้วยไมโครเวฟ, วิทยุสมัครเล่น, อาวุธควบคุมทิศทาง, เครื่องสแกนคลื่นมิลลิเมตร |
| เทราเฮิรตซ์หรือความถี่สูงมาก | THz หรือ THF | 12 | 300–3, 000 GHz1 มม. – 100 μm | การถ่ายภาพเทราเฮิร์ตซ์ – การทดแทนรังสีเอกซ์ที่เป็นไปได้ในการใช้งานทางการแพทย์บางประเภท, พลวัตของโมเลกุลที่เร็วมาก, ฟิสิกส์ของสสารควบแน่น, สเปกโทรสโกปีโดเมนเวลาเทราเฮิร์ตซ์, การคำนวณ/การสื่อสารเทราเฮิร์ตซ์, การตรวจจับระยะไกลย่อยมิลลิเมตร, วิทยุสมัครเล่น |
[ที่มา:
คลื่นแสงกับคลื่นวิทยุต่างกันอย่างไร
• คลื่นวิทยุและแสงเป็นทั้งรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
• แสงถูกปล่อยออกมาจากแหล่งพลังงาน/การเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างสูงกว่าคลื่นวิทยุ
• แสงมีความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุและมีความยาวคลื่นสั้นกว่า
• ทั้งคลื่นแสงและคลื่นวิทยุแสดงคุณสมบัติตามปกติของคลื่น เช่น การสะท้อน การหักเห เป็นต้น อย่างไรก็ตาม พฤติกรรมของแต่ละคุณสมบัติจะขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น/ความถี่ของคลื่น
• แสงเป็นคลื่นความถี่แคบในสเปกตรัม EM ในขณะที่วิทยุครอบครองส่วนใหญ่ของสเปกตรัม EM ซึ่งแบ่งออกเป็นภูมิภาคต่างๆ ตามความถี่เพิ่มเติม