Kigeuzi Cha Marudio
Marudio — Kutoka Bamba za Tektoniki hadi Miali ya Gamma
Jifunze kikamilifu vitengo vya marudio katika fizikia, uhandisi, na teknolojia. Kuanzia nanohertz hadi exahertz, elewa midundo, mawimbi, mzunguko, na maana ya namba kutoka sauti hadi eksirei.
Misingi ya Marudio
Marudio ni Nini?
Marudio huhesabu mizunguko mingapi hutokea kwa sekunde. Kama mawimbi yanavyopiga ufukweni au mapigo ya moyo wako. Hupimwa kwa hertz (Hz). f = 1/T ambapo T ni kipindi. Hz ya juu = mdundo wa kasi zaidi.
- 1 Hz = mzunguko 1 kwa sekunde
- Marudio = 1 / kipindi (f = 1/T)
- Marudio ya juu = kipindi kifupi
- Msingi kwa mawimbi, midundo, mzunguko
Marudio dhidi ya Kipindi
Marudio na kipindi ni kinyume cha kila mmoja. f = 1/T, T = 1/f. Marudio ya juu = kipindi kifupi. 1 kHz = kipindi cha 0.001 s. Umeme wa 60 Hz AC = kipindi cha 16.7 ms. Uhusiano wa kinyume!
- Kipindi T = muda kwa kila mzunguko (sekunde)
- Marudio f = mizunguko kwa muda (Hz)
- f × T = 1 (daima)
- 60 Hz → T = 16.7 ms
Uhusiano wa Urefu wa Wimbi
Kwa mawimbi: λ = c/f (urefu wa wimbi = kasi/marudio). Mwangaza: c = 299,792,458 m/s. 100 MHz = urefu wa wimbi wa 3 m. Marudio ya juu = urefu wa wimbi mfupi. Uhusiano wa kinyume.
- λ = c / f (mlinganyo wa wimbi)
- Mwangaza: c = 299,792,458 m/s kamili
- Redio: λ katika mita hadi km
- Mwangaza: λ katika nanometers
- Marudio = mizunguko kwa sekunde (Hz)
- f = 1/T (marudio = 1/kipindi)
- λ = c/f (urefu wa wimbi kutoka kwa marudio)
- Marudio ya juu = kipindi kifupi na urefu wa wimbi mfupi
Ufafanuzi wa Mifumo ya Vitengo
Vitengo vya SI - Hertz
Hz ni kitengo cha SI (mizunguko/sekunde). Kimepewa jina la Heinrich Hertz. Viambishi awali kutoka nano hadi exa: nHz hadi EHz. Daraja 27 za ukubwa! Cha ulimwengu kwa midundo yote.
- 1 Hz = mzunguko 1/sekunde
- kHz (10³), MHz (10⁶), GHz (10⁹)
- THz (10¹²), PHz (10¹⁵), EHz (10¹⁸)
- nHz, µHz, mHz kwa matukio ya polepole
Angular na Mzunguko
Marudio ya angular ω = 2πf (rediani/sekunde). RPM kwa mzunguko (mizunguko/dakika). 60 RPM = 1 Hz. Digrii/muda kwa astronomia. Mitazamo tofauti, dhana ileile.
- ω = 2πf (marudio ya angular)
- RPM: mizunguko kwa dakika
- 60 RPM = 1 Hz = 1 RPS
- °/s kwa mizunguko ya polepole
Vitengo vya Urefu wa Wimbi
Wahandisi wa redio hutumia urefu wa wimbi. f = c/λ. 300 MHz = urefu wa wimbi wa 1 m. Infrared: mikromita. Inayoonekana: nanometers. Eksirei: angstroms. Marudio au urefu wa wimbi—pande mbili za sarafu moja!
- Redio: mita hadi km
- Maikrowevu: cm hadi mm
- Infrared: µm (mikromita)
- Inayoonekana/UV: nm (nanometers)
Fizikia ya Marudio
Fomula Muhimu
f = 1/T (marudio kutoka kipindi). ω = 2πf (marudio ya angular). λ = c/f (urefu wa wimbi). Uhusiano tatu wa msingi. Jua kipimo chochote, pata vingine.
- f = 1/T (kipindi T katika sekunde)
- ω = 2πf (ω katika rad/s)
- λ = c/f (c = kasi ya wimbi)
- Nishati: E = hf (sheria ya Planck)
Tabia za Wimbi
Mawimbi yote hufuata v = fλ (kasi = marudio × urefu wa wimbi). Mwangaza: c = fλ. Sauti: 343 m/s = fλ. f ya juu → λ fupi kwa kasi ileile. Mlinganyo wa msingi wa wimbi.
- v = f × λ (mlinganyo wa wimbi)
- Mwangaza: c = 3×10⁸ m/s
- Sauti: 343 m/s (hewa, 20°C)
- Mawimbi ya maji, mawimbi ya tetemeko—sheria ileile
Uhusiano wa Quantum
Nishati ya fotoni: E = hf (thabiti ya Planck h = 6.626×10⁻³⁴ J·s). Marudio ya juu = nishati zaidi. Eksirei zina nguvu zaidi kuliko redio. Rangi = marudio katika wigo unaoonekana.
- E = hf (nishati ya fotoni)
- h = 6.626×10⁻³⁴ J·s
- Eksirei: f ya juu, E ya juu
- Redio: f ya chini, E ya chini
Vigezo vya Marudio
| Tukio | Marudio | Urefu wa Wimbi | Maelezo |
|---|---|---|---|
| Bamba za tektoniki | ~1 nHz | — | Vipimo vya muda vya kijiolojia |
| Mapigo ya moyo wa binadamu | 1-1.7 Hz | — | 60-100 BPM |
| Nishati ya umeme (Marekani) | 60 Hz | — | Umeme wa AC |
| Nishati ya umeme (Ulaya) | 50 Hz | — | Umeme wa AC |
| Noti ya besi (muziki) | 80 Hz | 4.3 m | Waya wa chini wa E |
| C ya kati (piano) | 262 Hz | 1.3 m | Noti ya muziki |
| A4 (upimaji) | 440 Hz | 0.78 m | Sauti sanifu |
| Redio ya AM | 1 MHz | 300 m | Wimbi la kati |
| Redio ya FM | 100 MHz | 3 m | Bendi ya VHF |
| WiFi 2.4 GHz | 2.4 GHz | 12.5 cm | 2.4-2.5 GHz |
| Oveni ya maikrowevu | 2.45 GHz | 12.2 cm | Hupasha maji moto |
| 5G mmWave | 28 GHz | 10.7 mm | Kasi ya juu |
| Infrared (joto) | 10 THz | 30 µm | Mionzi ya joto |
| Mwangaza mwekundu | 430 THz | 700 nm | Wigo unaoonekana |
| Mwangaza wa kijani | 540 THz | 555 nm | Kilele cha uwezo wa kuona wa binadamu |
| Mwangaza wa zambarau | 750 THz | 400 nm | Ukingo unaoonekana |
| UV-C | 900 THz | 333 nm | Kiua vijidudu |
| Eksirei (laini) | 3 EHz | 10 nm | Upigaji picha wa kimatibabu |
| Eksirei (ngumu) | 30 EHz | 1 nm | Nishati ya juu |
| Miali ya gamma | >100 EHz | <0.01 nm | Nyuklia |
Marudio ya Kawaida
| Matumizi | Marudio | Kipindi | λ (ikiwa ni wimbi) |
|---|---|---|---|
| Mapigo ya moyo wa binadamu | 1 Hz | 1 s | — |
| Besi nzito | 20 Hz | 50 ms | 17 m |
| Nishati ya umeme (Marekani) | 60 Hz | 16.7 ms | — |
| C ya kati | 262 Hz | 3.8 ms | 1.3 m |
| Treble ya juu | 20 kHz | 50 µs | 17 mm |
| Ultrasound | 2 MHz | 0.5 µs | 0.75 mm |
| Redio ya AM | 1 MHz | 1 µs | 300 m |
| Redio ya FM | 100 MHz | 10 ns | 3 m |
| Saa ya CPU | 3 GHz | 0.33 ns | 10 cm |
| Mwangaza unaoonekana | 540 THz | 1.85 fs | 555 nm |
Matumizi ya Ulimwengu Halisi
Redio na Mawasiliano
Redio ya AM: 530-1700 kHz. FM: 88-108 MHz. TV: 54-700 MHz. WiFi: 2.4/5 GHz. 5G: 24-100 GHz. Kila bendi imeboreshwa kwa masafa, kipimo data, upenyaji.
- AM: 530-1700 kHz (masafa marefu)
- FM: 88-108 MHz (ubora wa juu)
- WiFi: 2.4, 5 GHz
- 5G: 24-100 GHz (kasi ya juu)
Mwangaza na Optiki
Inayoonekana: 430-750 THz (nyekundu hadi zambarau). Infrared: <430 THz (joto, nyuzi za optiki). UV: >750 THz. Eksirei: masafa ya EHz. Marudio tofauti = tabia tofauti, matumizi.
- Nyekundu: ~430 THz (700 nm)
- Kijani: ~540 THz (555 nm)
- Zambarau: ~750 THz (400 nm)
- Infrared: joto, nyuzi (1.55 µm)
Sauti na Dijitali
Usikivu wa binadamu: 20-20,000 Hz. Noti ya A4 ya muziki: 440 Hz. Sampuli ya sauti: 44.1 kHz (CD), 48 kHz (video). Video: 24-120 fps. Mapigo ya moyo: 60-100 BPM = 1-1.67 Hz.
- Sauti: 20 Hz - 20 kHz
- Noti ya A4: 440 Hz
- Sauti ya CD: sampuli ya 44.1 kHz
- Video: 24-120 fps
Mahesabu ya Haraka
Viambishi awali vya SI
Kila kiambishi awali = ×1000. kHz → MHz ÷1000. MHz → kHz ×1000. Haraka: 5 MHz = 5000 kHz.
- kHz × 1000 = Hz
- MHz ÷ 1000 = kHz
- GHz × 1000 = MHz
- Kila hatua: ×1000 au ÷1000
Kipindi ↔ Marudio
f = 1/T, T = 1/f. Vinyume. 1 kHz → T = 1 ms. 60 Hz → T = 16.7 ms. Uhusiano wa kinyume!
- f = 1/T (Hz = 1/sekunde)
- T = 1/f (sekunde = 1/Hz)
- 1 kHz → kipindi cha 1 ms
- 60 Hz → 16.7 ms
Urefu wa Wimbi
λ = c/f. Mwangaza: c = 3×10⁸ m/s. 100 MHz → λ = 3 m. 1 GHz → 30 cm. Mahesabu ya haraka ya akili!
- λ = 300/f(MHz) katika mita
- 100 MHz = 3 m
- 1 GHz = 30 cm
- 10 GHz = 3 cm
Jinsi Ubadilishaji Unavyofanya Kazi
- Hatua 1: Chanzo → Hz
- Hatua 2: Hz → lengo
- Urefu wa wimbi: f = c/λ (kinyume)
- Angular: ω = 2πf
- RPM: Hz = RPM/60
Ubadilishaji wa Kawaida
| Kutoka | Kwenda | × | Mfano |
|---|---|---|---|
| kHz | Hz | 1000 | 1 kHz = 1000 Hz |
| Hz | kHz | 0.001 | 1000 Hz = 1 kHz |
| MHz | kHz | 1000 | 1 MHz = 1000 kHz |
| GHz | MHz | 1000 | 1 GHz = 1000 MHz |
| Hz | RPM | 60 | 1 Hz = 60 RPM |
| RPM | Hz | 0.0167 | 60 RPM = 1 Hz |
| Hz | rad/s | 6.28 | 1 Hz ≈ 6.28 rad/s |
| rad/s | Hz | 0.159 | 6.28 rad/s = 1 Hz |
| MHz | λ(m) | 300/f | 100 MHz → 3 m |
| THz | λ(nm) | 300000/f | 500 THz → 600 nm |
Mifano ya Haraka
Matatizo Yaliyotatuliwa
Urefu wa Wimbi la Redio ya FM
Kituo cha FM kiko 100 MHz. Urefu wa wimbi ni nini?
λ = c/f = (3×10⁸)/(100×10⁶) = mita 3. Nzuri kwa antena!
RPM ya Motor hadi Hz
Motor inazunguka kwa 1800 RPM. Marudio?
f = RPM/60 = 1800/60 = 30 Hz. Kipindi T = 1/30 = 33.3 ms kwa kila mzunguko.
Rangi ya Mwangaza Unaoonekana
Mwangaza wenye urefu wa wimbi wa 600 nm. Marudio na rangi ni nini?
f = c/λ = (3×10⁸)/(600×10⁻⁹) = 500 THz = 0.5 PHz. Rangi: machungwa!
Makosa ya Kawaida
- **Mkanganyiko wa angular**: ω ≠ f! Marudio ya angular ω = 2πf. 1 Hz = 6.28 rad/s, si 1 rad/s. Tekelezi la 2π!
- **Kinyume cha urefu wa wimbi**: Marudio ya juu = urefu wa wimbi mfupi. 10 GHz ina λ fupi kuliko 1 GHz. Uhusiano wa kinyume!
- **Kuchanganya kipindi**: f = 1/T. Usiongeze au kuzidisha. Ikiwa T = 2 ms, basi f = 500 Hz, si 0.5 Hz.
- **RPM dhidi ya Hz**: 60 RPM = 1 Hz, si 60 Hz. Gawanya RPM kwa 60 kupata Hz.
- **MHz hadi m**: λ(m) ≈ 300/f(MHz). Si kamili—tumia c = 299.792458 kwa usahihi.
- **Wigo unaoonekana**: 400-700 nm ni 430-750 THz, si GHz. Tumia THz au PHz kwa mwangaza!
Mambo ya Kufurahisha
A4 = 440 Hz Kiwango Tangu 1939
Sauti ya tamasha (A juu ya C ya kati) ilisanifishwa kuwa 440 Hz mnamo 1939. Kabla ya hapo, ilitofautiana kutoka 415-466 Hz! Muziki wa Baroque ulitumia 415 Hz. Orkestra za kisasa wakati mwingine hutumia 442-444 Hz kwa sauti 'nyangavu' zaidi.
Mwangaza wa Kijani Kilele cha Uwezo wa Kuona wa Binadamu
Jicho la binadamu lina hisia zaidi kwa mwangaza wa kijani wa 555 nm (540 THz). Kwa nini? Kilele cha mionzi ya Jua ni kijani! Mageuzi yameboresha uwezo wetu wa kuona kwa mwanga wa jua. Uwezo wa kuona usiku hufikia kilele kwa 507 nm (seli tofauti za vipokezi).
Oveni ya Maikrowevu Inatumia 2.45 GHz
Marudio yalichaguliwa kwa sababu molekuli za maji huingiliana karibu na marudio haya (kwa kweli 22 GHz, lakini 2.45 inafanya kazi vizuri na kupenya kwa kina zaidi). Pia, 2.45 GHz ilikuwa bendi ya ISM isiyo na leseni. Bendi ileile kama WiFi—inaweza kuingiliana!
Wigo Unaoonekana ni Mdogo Sana
Wigo wa sumakuumeme unachukua zaidi ya daraja 30 za ukubwa. Mwangaza unaoonekana (400-700 nm) ni chini ya oktava moja! Ikiwa wigo wa EM ungekuwa kibodi ya piano inayochukua noti 90, mwangaza unaoonekana ungekuwa noti moja tu.
Saa za CPU Zilifikia 5 GHz
CPU za kisasa hufanya kazi kwa 3-5 GHz. Kwenye 5 GHz, kipindi ni nanosekunde 0.2! Mwangaza husafiri cm 6 tu katika mzunguko mmoja wa saa. Hii ndiyo sababu njia za chip ni muhimu—ucheleweshaji wa ishara kutokana na kasi ya mwangaza unakuwa muhimu.
Miali ya Gamma Inaweza Kuzidi Zettahertz
Miali ya gamma yenye nishati ya juu zaidi kutoka vyanzo vya angani huzidi 10²¹ Hz (zettahertz). Nishati ya fotoni >1 MeV. Inaweza kuunda jozi za maada-antimaada kutoka nishati safi (E=mc²). Fizikia inakuwa ya ajabu kwenye marudio haya!
Historia
1887
Heinrich Hertz anathibitisha kuwepo kwa mawimbi ya sumakuumeme. Anaonyesha mawimbi ya redio. Kitengo cha 'hertz' kilipewa jina lake mnamo 1930.
1930
IEC inakubali 'hertz' kama kitengo cha marudio, ikichukua nafasi ya 'mizunguko kwa sekunde'. Inaheshimu kazi ya Hertz. 1 Hz = mzunguko 1/s.
1939
A4 = 440 Hz inakubaliwa kama kiwango cha kimataifa cha sauti ya tamasha. Viwango vya awali vilitofautiana kati ya 415-466 Hz.
1960
Hertz inakubaliwa rasmi katika mfumo wa SI. Inakuwa kiwango kwa vipimo vyote vya marudio ulimwenguni kote.
1983
Mita inafafanuliwa upya kutoka kwa kasi ya mwangaza. c = 299,792,458 m/s kamili. Inaunganisha urefu wa wimbi na marudio kwa usahihi.
1990s
Marudio ya CPU yanafikia masafa ya GHz. Pentium 4 inafikia 3.8 GHz (2005). Mbio za kasi ya saa zinaanza.
2019
Ufafanuzi upya wa SI: sekunde sasa inafafanuliwa na mpito wa hyperfine wa cesium-133 (9,192,631,770 Hz). Kitengo sahihi zaidi!
Vidokezo vya Kitaalamu
- **Urefu wa wimbi wa haraka**: λ(m) ≈ 300/f(MHz). 100 MHz = 3 m. Rahisi!
- **Kipindi kutoka Hz**: T(ms) = 1000/f(Hz). 60 Hz = 16.7 ms.
- **Ubadilishaji wa RPM**: Hz = RPM/60. 1800 RPM = 30 Hz.
- **Angular**: ω(rad/s) = 2π × f(Hz). Zidisha kwa 6.28.
- **Oktava**: Kuongeza marudio mara mbili = oktava moja juu. 440 Hz × 2 = 880 Hz.
- **Rangi ya mwangaza**: Nyekundu ~430 THz, kijani ~540 THz, zambarau ~750 THz.
- **Nukuu ya kisayansi otomatiki**: Thamani < 0.000001 Hz au > 1,000,000,000 Hz huonyeshwa kama nukuu ya kisayansi kwa usomaji rahisi.
Rejea ya Vitengo
SI / Metriki
| Kitengo | Alama | Hz | Maelezo |
|---|---|---|---|
| hertz | Hz | 1 Hz (base) | Kitengo cha msingi cha SI; 1 Hz = mzunguko 1/s. Kimepewa jina la Heinrich Hertz. |
| kilohertz | kHz | 1.0 kHz | 10³ Hz. Sauti, marudio ya redio ya AM. |
| megahertz | MHz | 1.0 MHz | 10⁶ Hz. Redio ya FM, TV, CPU za zamani. |
| gigahertz | GHz | 1.0 GHz | 10⁹ Hz. WiFi, CPU za kisasa, maikrowevu. |
| terahertz | THz | 1.0 THz | 10¹² Hz. Infrared ya mbali, spektroskopia, skana za usalama. |
| petahertz | PHz | 1.0 PHz | 10¹⁵ Hz. Mwangaza unaoonekana (400-750 THz), karibu na UV/IR. |
| exahertz | EHz | 1.0 EHz | 10¹⁸ Hz. Eksirei, miali ya gamma, fizikia ya nishati ya juu. |
| milihertz | mHz | 1.0000 mHz | 10⁻³ Hz. Midundo ya polepole sana, mawimbi, jiolojia. |
| microhertz | µHz | 1.000e-6 Hz | 10⁻⁶ Hz. Matukio ya angani, vigezo vya muda mrefu. |
| nanohertz | nHz | 1.000e-9 Hz | 10⁻⁹ Hz. Muda wa pulsar, ugunduzi wa mawimbi ya uvutano. |
| mzunguko kwa sekunde | cps | 1 Hz (base) | Sawa na Hz. Nukuu ya zamani; 1 cps = 1 Hz. |
| mzunguko kwa dakika | cpm | 16.6667 mHz | 1/60 Hz. Midundo ya polepole, kasi ya kupumua. |
| mzunguko kwa saa | cph | 2.778e-4 Hz | 1/3600 Hz. Matukio ya muda mrefu sana ya kurudiwa. |
Marudio Ya Pembe
| Kitengo | Alama | Hz | Maelezo |
|---|---|---|---|
| radiani kwa sekunde | rad/s | 159.1549 mHz | Marudio ya angular; ω = 2πf. 1 Hz ≈ 6.28 rad/s. |
| radiani kwa dakika | rad/min | 2.6526 mHz | Marudio ya angular kwa dakika; ω/60. |
| digrii kwa sekunde | °/s | 2.7778 mHz | 360°/s = 1 Hz. Astronomia, mizunguko ya polepole. |
| digrii kwa dakika | °/min | 4.630e-5 Hz | 6°/min = 1 RPM. Mwenendo wa angani. |
| digrii kwa saa | °/h | 7.716e-7 Hz | Mwenendo wa angular wa polepole sana; 1°/h = 1/1296000 Hz. |
Kasi Ya Mzunguko
| Kitengo | Alama | Hz | Maelezo |
|---|---|---|---|
| mzunguko kwa dakika | RPM | 16.6667 mHz | Mizunguko kwa dakika; 60 RPM = 1 Hz. Motori, injini. |
| mzunguko kwa sekunde | RPS | 1 Hz (base) | Mizunguko kwa sekunde; sawa na Hz. |
| mzunguko kwa saa | RPH | 2.778e-4 Hz | Mizunguko kwa saa; mzunguko wa polepole sana. |
Redio na Urefu Wa Wimbi
| Kitengo | Alama | Hz | Maelezo |
|---|---|---|---|
| urefu wa wimbi katika mita (c/λ) | λ(m) | f = c/λ | f = c/λ ambapo c = 299,792,458 m/s. Mawimbi ya redio, AM. |
| urefu wa wimbi katika sentimita | λ(cm) | f = c/λ | Masafa ya maikrowevu; 1-100 cm. Rada, satelaiti. |
| urefu wa wimbi katika milimita | λ(mm) | f = c/λ | Wimbi la milimita; 1-10 mm. 5G, mmWave. |
| urefu wa wimbi katika nanomita | λ(nm) | f = c/λ | Inayoonekana/UV; 200-2000 nm. Optiki, spektroskopia. |
| urefu wa wimbi katika mikromita | λ(µm) | f = c/λ | Infrared; 1-1000 µm. Joto, nyuzi za optiki (1.55 µm). |
Maalum & Dijitali
| Kitengo | Alama | Hz | Maelezo |
|---|---|---|---|
| fremu kwa sekunde (FPS) | fps | 1 Hz (base) | FPS; kasi ya fremu ya video. 24-120 fps ni kawaida. |
| mapigo kwa dakika (BPM) | BPM | 16.6667 mHz | BPM; tempo ya muziki au mapigo ya moyo. 60-180 ni kawaida. |
| vitendo kwa dakika (APM) | APM | 16.6667 mHz | APM; kipimo cha michezo ya kubahatisha. Vitendo kwa dakika. |
| kufifia kwa sekunde | flicks/s | 1 Hz (base) | Kasi ya kumulika; sawa na Hz. |
| kasi ya kuonyesha upya (Hz) | Hz (refresh) | 1 Hz (base) | Kiwango cha kuonyesha upya; wachunguzi wa 60-360 Hz. |
| sampuli kwa sekunde | S/s | 1 Hz (base) | Sampuli ya sauti; 44.1-192 kHz ni kawaida. |
| hesabu kwa sekunde | counts/s | 1 Hz (base) | Kasi ya kuhesabu; vigunduzi vya fizikia. |
| mapigo kwa sekunde | pps | 1 Hz (base) | Kasi ya mapigo; sawa na Hz. |
| fresnel | fresnel | 1.0 THz | 1 fresnel = 10¹² Hz = 1 THz. Spektroskopia ya THz. |
Maswali Yanayoulizwa Sana
Kuna tofauti gani kati ya Hz na RPM?
Hz inapima mizunguko kwa sekunde. RPM inapima mizunguko kwa dakika. Zinahusiana: 60 RPM = 1 Hz. RPM ni kubwa mara 60 kuliko Hz. Motor yenye 1800 RPM = 30 Hz. Tumia RPM kwa mzunguko wa mitambo, Hz kwa matukio ya umeme/mawimbi.
Kwa nini marudio ya angular ni ω = 2πf?
Mzunguko mmoja kamili = rediani 2π (360°). Ikiwa kuna mizunguko f kwa sekunde, basi kuna ω = 2πf rediani kwa sekunde. Mfano: 1 Hz = 6.28 rad/s. Tekelezi la 2π linabadilisha mizunguko kuwa rediani. Hutumika katika fizikia, mifumo ya udhibiti, usindikaji wa ishara.
Jinsi ya kubadilisha marudio kuwa urefu wa wimbi?
Tumia λ = c/f ambapo c ni kasi ya wimbi. Kwa mwangaza/redio: c = 299,792,458 m/s (kamili). Haraka: λ(m) ≈ 300/f(MHz). Mfano: 100 MHz → urefu wa wimbi wa 3 m. Marudio ya juu → urefu wa wimbi mfupi. Uhusiano wa kinyume.
Kwa nini oveni ya maikrowevu inatumia 2.45 GHz?
Ilichaguliwa kwa sababu maji hufyonza vizuri karibu na marudio haya (msikiko wa maji kwa kweli uko 22 GHz, lakini 2.45 hupenya vizuri zaidi). Pia, 2.45 GHz ni bendi ya ISM isiyo na leseni—hakuna leseni inayohitajika. Bendi ileile kama WiFi/Bluetooth (inaweza kuingiliana). Inafanya kazi vizuri kwa kupasha chakula!
Mwangaza unaoonekana una marudio gani?
Wigo unaoonekana: 430-750 THz (terahertz) au 0.43-0.75 PHz (petahertz). Nyekundu ~430 THz (700 nm), kijani ~540 THz (555 nm), zambarau ~750 THz (400 nm). Tumia THz au PHz kwa marudio ya mwangaza, nm kwa urefu wa wimbi. Kipande kidogo cha wigo wa EM!
Je, marudio yanaweza kuwa hasi?
Kimahesabu, ndiyo (inaonyesha awamu/mwelekeo). Kifizikia, hapana—marudio huhesabu mizunguko, daima ni chanya. Katika uchambuzi wa Fourier, marudio hasi yanawakilisha viunganishi changamano. Katika mazoezi, tumia thamani chanya. Kipindi pia daima ni chanya: T = 1/f.
Saraka Kamili ya Zana
Zana zote 71 zinazopatikana kwenye UNITS