Elektromagnētiskā starojuma spektrā radioviļņus raksturo vislielākie viļņa garumi un atbilstoši – mazākās frekvences. Radioviļņu atklāšana bija eksperimentāls apstiprinājums elektromagnētisko viļņu eksistencei, kas veicināja modernās tehnoloģiju pasaules attīstību. Galvenie radioviļņu pielietojumi ir saistīti ar bezvadu informācijas pārraidi, spektroskopiju un Visuma izpēti.
radioviļņi
elektromagnētiskais starojums, kura frekvence ir mazāka nekā 300 megaherci [MHz] (1 megahercs ir 106 herci [Hz]); reizēm terminu “radioviļņi” attiecina uz starojumu līdz 300 gigahercu [GHz] frekvencei, 1–300 GHz diapazonu atsevišķi izdalot kā mikroviļņus
Saistītie šķirkļi
Radio klausīšanās 20. gs. 20. gados.
Satura rādītājs
Fizikālie parametri, raksturojums
Par radioviļņiem sauc elektromagnētisko starojumu, kura viļņa garums ir lielāks nekā viens metrs (atbilstošā frekvence: 300 MHz; fotonu enerģija: 1,24·10-6 eV). Īso viļņa garumu pusē radioviļņu diapazons robežojas ar mikroviļņu starojumu, – definīcijas par konkrētu robežvērtību nav viennozīmīgas, turklāt terminu “radioviļņi” mēdz attiecināt arī uz visu mikroviļņu diapazonu. Maksimālais viļņa garums radiofrekvenču starojumam nav noteikts.
Radioviļņu aprakstam parasti tiek izmantotas frekvenču mērvienības. Veidojot klasifikāciju frekvenču joslās, radioviļņu un mikroviļņu diapazonus parasti aplūko kopā. Piemēram, saskaņā ar Starptautisko telekomunikāciju savienību (International Telecommunication Union, ITU) radiofrekvenču spektru iedala šādās joslās:
| < 3 Hz | subekstremāli zemas frekvences | tremendously low frequency (TLF) |
| 3–30 Hz | ekstremāli zemas frekvences | extremely low frequency (ELF) |
| 30–300 Hz | superzemas frekvences | super low frequency (SLF) |
| 300–3000 Hz | ultrazemas frekvences | ultra low frequency (ULF) |
| 3–30 kHz | ļoti zemas frekvences | very low frequency (VLF) |
| 30–300 kHz | zemas frekvences | low frequency (LF) |
| 300–3000 kHz | vidējas frekvences | medium frequency (MF) |
| 3–30 MHz | augstas frekvences | high frequency (HF) |
| 30–300 MHz | ļoti augstas frekvences | very high frequency (VHF) |
| 300–3000 MHz | ultraaugstas frekvences | ultra high frequency (UHF) |
| 3–30 GHz | superaugstas frekvences | super high frequency (SHF) |
| 30–300 GHz | ekstremāli augstas frekvences | extremely high frequency (EHF) |
| 300–3000 GHz | hiperaugstas frekvences | tremendously high frequency (THF) |
Radioviļņu izplatīšanās ir atkarīga no starojuma frekvences un izplatīšanās vides. Zemo un vidējo frekvenču (< 2 MHz) elektromagnētiskais starojums var izplatīties salīdzinoši nelielā augstumā, apliecoties ap šķēršļiem un zemeslodes virsmu, kas to padara piemērotu informācijas pārraidei lielos attālumos. Lai pārraidītu radiofrekvenču starojumu līdz 40 MHz tālos mērogos, var izmantot arī atstarošanās efektu no jonosfēras. Zemo frekvenču radioviļņi labi izplatās atmosfērā, turklāt laikapstākļu ietekme ir minimāla. Augstāku frekvenču starojumam starp avotu un detektoru jānodrošina tieša redzamība, kas ierobežo pārraides distanci līdz dažiem desmitiem kilometru. Starojuma izplatīšanos mikroviļņu diapazonā būtiski slāpē absorbcija ūdens tvaiku molekulās un augstās mikroviļņu frekvencēs (virs 20 GHz) – arī absorbcija citās atmosfēras sastāvā esošās gāzēs.
Parādības nozīme, ietekme
Radioviļņus 1888. gadā atklāja vācu fiziķis Heinrihs Rūdolfs Hercs (Heinrich Rudolf Hertz), un šis atklājums kalpoja par pirmo eksperimentālo pierādījumu elektromagnētisko viļņu eksistencei. 19. gs. beigās itāļu izgudrotājs Guljelmo Markoni (Guglielmo Giovanni Maria Marconi, 1st Marquis of Marconi) izstrādāja pirmos praktiskos radioviļņu raidītājus un uztvērējus, un par savu darbu viņš 1909. gadā saņēma Nobela prēmiju fizikā. Uz tehnoloģisko atklājumu bāzes tika veidotas bezvadu informācijas pārraides un komunikāciju sistēmas, kuru tehnoloģijas vēl joprojām tiek plaši izmantotas.
Pētniecība un nozīmīgākie pielietojamības piemēri
Radioviļņu pirmie praktiskie pielietojumi bija saistīti ar bezvadu informācijas pārraidi. Radiosakaru nodrošināšanai raidītāja antenā tiek pievadīta augstfrekvences maiņstrāva, kā rezultātā tiek izstarots elektromagnētiskais starojums. Starojumam sasniedzot uztvērējantenu, tajā tiek ierosināta maiņstrāva ar tādu pašu frekvenci, kas tiek pastiprināta un apstrādāta. Informācijas ierakstam elektromagnētiskajā vilnī tiek veikta viļņa amplitūdas vai frekvences modulācija. Nozīmīgākie radioviļņu informācijas pārraides pielietojumi ir radio, televīzija, zemūdens un aviācijas navigācijas sistēmas, radiofrekvenču indentifikācijas (radio-frequency indentification, RFID) sistēmas, radiovadāmās elektronikas ierīces un citas ierīces.
Radioastronomijā tiek pētīti kosmiskas izcelsmes objektu radītie radioviļņi. Zemes atmosfēra ir elektromagnētiskam starojumam caurlaidīga plašā radiofrekvenču spektra daļā, tādēļ novērojumiem ir piemēroti uz Zemes bāzēti mērinstrumenti. Radioteleskops sastāv no paraboliskas formas metāla reflektora, kas atstaro radioviļņus vienā punktā, kurā atrodas uztvērējs. Lai uzlabotu izšķirtspēju, kas ierobežota radioviļņu lielā viļņu garuma dēļ, radioteleskopi ir jābūvē ļoti lieli vai jāveido daudzu teleskopu kompleksi. Piemēram, Notikumu horizonta teleskops (Event Horizon Telescope), kas tika izmantots pirmā tiešā melnā cauruma attēla iegūšanai, ir dažādās valstīts izvietotu teleskopu sistēma, virtuāli izveidojot teleskopu Zemes izmērā.
Radiofrekvenču starojumu izmanto kodolu magnētiskās rezonanses (KMR) spektroskopijā. KMR ir fizikāla parādība, kas saistīta ar kvantu mehāniskajām pārejām starp atomu kodolu spinu apakšlīmeņiem ārējā magnētiskā laukā, un to plaši izmanto pētījumos ķīmijā, bioloģijā, medicīnā un fizikā. Praktiski nozīmīga ir KMR efektā balstītā medicīniskās diagnostikas metode – magnētiskās rezonanses tomogrāfija (magnetic resonance imaging, MRI).
Radioteleskops tuksnesī. 2018. gads.
Multivide
Radio klausīšanās 20. gs. 20. gados.
Radioviļņi.
Radioteleskops tuksnesī. 2018. gads.
Autora ieteiktie papildu resursi
Tīmekļa vietnes
Ieteicamā literatūra
Andris Antuzevičs "Radioviļņi". Nacionālā enciklopēdija. https://enciklopedija.lv/skirklis/152005-radiovi%C4%BC%C5%86i (skatīts 26.09.2025)