Antennipaja: kuinka pitkä radioaalto on?

Opetuksellinen simulaatiopeli. Ennusta FM-radion, wifin ja AM-radion aallonpituus, kuinka pitkä auton antennin pitäisi olla ja kuinka kaukana mikroaaltouunin kuumat kohdat ovat toisistaan. Katso sitten aaltojen lähtevän antennista reilusti hidastettuina.

AallonpituusRadioaallot

ANTENNIPAJA

FM-radio

Valmis
Ota JavaScript käyttöön lähettääksesi aaltoja antennista. Ohjeet ja ratkaistu esimerkki pysyvät luettavina.
AaltoAntenni ja aallonpituusEnnusteesiViivain ja verhokäyrä
Aallotλ = c ÷ f

Aika

0.00 s

t

Taajuus

— MHz

f

Aallonpituus

— m

λ = c ÷ f

Jaksonaika

— ns

T = 1 ÷ f

Valon nopeus

— m/s

c

Ennusta ennen kuin aloitat

Kirjoita ennusteesi, niin kaikki valmistellaan. Aloita on pois käytöstä, kunnes vastaus on annettu.

Ennusta, kuinka pitkiä aallot ovat.

Tehtävän pisteet—

Jokaisen vastauksen pitää osua 2 %:n tarkkuudella: kukin tuo 100 pistettä. Oikein ensimmäisellä kokeella tuo 50 lisää. Koe lasketaan heti, kun se alkaa.

✓ Oikea vastaus① Ensimmäisellä yrityksellä

Näin pelaat Antennipaja-peliä

  1. Valitse koe ja lue taajuus kortista: MHz tarkoittaa 10⁶ Hz, GHz tarkoittaa 10⁹ Hz.
  2. Käytä kaavaa λ = c ÷ f, c = 3 × 10⁸ m/s; antenni on λ ÷ 4, ja uunin kuumien kohtien väli on λ ÷ 2.
  3. Kirjoita ennusteesi ja paina Aloita. Aallot kulkevat oman taajuutensa verran hidastettuina.
  4. Vertaa oransseja merkkejä harjoihin, antenniin tai sulaneisiin kohtiin sekä oikean puolen tikapuihin.

Aaltoja, joita ei näe

Radio, televisio, matkapuhelimet, wifi, mikroaaltouunit ja valo ovat kaikki sähkömagneettisia aaltoja: sähkö- ja magneettikenttien värähtelyjä, jotka eivät tarvitse väliainetta ja kulkevat kaikki valon nopeudella, c = 3 × 10⁸ m/s. Ne eroavat toisistaan taajuudeltaan ja siis aallonpituudeltaan, λ = c ÷ f. AM-asema taajuudella 1 MHz lähettää 300 m pitkiä aaltoja; FM-radio taajuudella 100 MHz 3 m pitkiä; wifi taajuudella 2,4 GHz 12,5 cm pitkiä; näkyvän valon aallonpituus on noin puoli miljoonasosaa metriä. Antennit tehdään niille sopiviksi: yksinkertainen neljänneksen aallonpituuden mittainen sauva resonoi aallon kanssa, ja siksi auton antennit ovat alle metrin mittaisia ja AM-mastot kymmeniä metrejä korkeita. Mikroaaltouunissa aallot heijastelevat metalliseinien välillä ja muodostavat seisovan aallon, jossa kuumat kohdat ovat puolen aallonpituuden päässä toisistaan ja viileämmät niiden välissä. Siksi ruoka pyörii lautasella, ja siksi paikallaan oleva suklaalevy sulaa kohdista, joiden välin voi mitata.

Rajattu oppimismalli

Aallot kulkevat tasan nopeudella 3 × 10⁸ m/s (ilmassa valo on hitusen hitaampaa). Jokainen aalto hidastetaan oman taajuutensa verran, joten yksi värähdys kestää ruudulla sekunnin; aalto lähtee antennista eikä mikään heijastu. Uunissa seisova aalto on täydellinen, ja kuumat kohdat ovat tasan puolen aallonpituuden päässä toisistaan. Vastaukset 2 %:n tarkkuudella ovat oikein.

Kielen vaihtaminen säilyttää kokeen, ennusteen, yritykset ja ajon.