Warsztat anten: jak długa jest fala radiowa?

Edukacyjna gra symulacyjna. Przewidź długość fali radia FM, Wi-Fi i radia AM, długość anteny samochodowej i odstęp gorących punktów w kuchence mikrofalowej, a potem obserwuj, jak fale opuszczają antenę, mocno spowolnione.

Długość faliFale radiowe

WARSZTAT ANTEN

Radio FM

Gotowe
Włącz JavaScript, aby wysyłać fale z anteny. Instrukcje i rozwiązany przykład pozostają dostępne.
FalaAntena i długość faliTwoje przewidywanieMiarka i obwiednia
Faleλ = c ÷ f

Czas

0.00 s

t

Częstotliwość

— MHz

f

Długość fali

— m

λ = c ÷ f

Okres

— ns

T = 1 ÷ f

Prędkość światła

— m/s

c

Przewiduj przed startem

Wpisz przewidywanie, aby wszystko przygotować. Start pozostaje nieaktywny, dopóki nie ma odpowiedzi.

Przewidź, jak długie są fale.

Wynik misji—

Każda odpowiedź musi mieścić się w granicach 2%: każda daje 100 punktów. Trafienie przy pierwszym przebiegu dodaje 50. Przebieg liczy się, gdy tylko się zacznie.

✓ Dobra odpowiedź① Za pierwszym razem

Jak grać w Warsztat anten

  1. Wybierz test i odczytaj z karty częstotliwość: MHz oznacza 10⁶ Hz, a GHz 10⁹ Hz.
  2. Użyj λ = c ÷ f z c = 3 × 10⁸ m/s; antena ma λ ÷ 4, a gorące punkty w kuchence są oddalone o λ ÷ 2.
  3. Wpisz przewidywanie i naciśnij Start. Fale są odtwarzane spowolnione o swoją własną częstotliwość.
  4. Porównaj pomarańczowe znaczniki z grzbietami, anteną lub roztopionymi miejscami oraz z drabiną po prawej.

Fale, których nie widać

Radio, telewizja, telefony komórkowe, Wi-Fi, kuchenki mikrofalowe i światło to fale elektromagnetyczne: zaburzenia pól elektrycznych i magnetycznych, które nie potrzebują ośrodka i wszystkie biegną z prędkością światła, c = 3 × 10⁸ m/s. Różnią się częstotliwością, a więc i długością fali, λ = c ÷ f. Stacja AM na 1 MHz wysyła fale o długości 300 m; radio FM na 100 MHz, 3 m; Wi-Fi na 2,4 GHz, 12,5 cm; światło widzialne ma długości fal około pół milionowej części metra. Anteny są do tego dopasowane: prosty pręt o długości jednej czwartej fali rezonuje z falą, dlatego anteny samochodowe mają mniej niż metr, a maszty AM dziesiątki metrów wysokości. W kuchence mikrofalowej fale odbijają się tam i z powrotem między metalowymi ściankami i tworzą falę stojącą, z gorącymi punktami oddalonymi o połowę długości fali i chłodniejszymi miejscami pomiędzy. Dlatego jedzenie obraca się na talerzu i dlatego nieruchoma tabliczka czekolady topi się w miejscach, których odległość można zmierzyć.

Model skupiony na nauce

Fale biegną z prędkością dokładnie 3 × 10⁸ m/s (w powietrzu światło jest odrobinę wolniejsze). Każda fala jest spowolniona o swoją własną częstotliwość, więc jedno drganie trwa na ekranie sekundę; fala opuszcza antenę i nic się nie odbija. W kuchence fala stojąca jest idealna, a gorące punkty leżą dokładnie w odstępie połowy długości fali. Odpowiedzi z dokładnością do 2% są dobre.

Zmiana języka zachowuje twój test, przewidywanie, próby i przebieg.