ICT-Security Systems
فناوری اطلاعات و ارتباطات - سیستم های حفاظتی و الکترونیکی

موج:

به هر آشفتگی در محیط که در فضا یا فضازمان منتشر می‌شود و اغلب حامل انرژی است موج می‌گویند. اگر این آشفتگی در میدان‌های الکترومغناطیسی باشد، آن را موج الکترومغناطیسی می‌نامند. در امواج الکترومغناطیسی میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی به طور عمود بر یکدیگر نوسان می‌کنند و با سرعت نور انتشار پیدا می‌کنند. نور و امواج رادیویی از این نوع هستند.


امواج مکانیکی نوعی از امواج هستند که فقط در یک محیط مادی منتشر می‌شوند. انتشار این گونه امواج به دلیل نیروهای داخلی در محیط در اثر تغییر شکل ایجاد شده (آشفتگی) می‌باشد. این نیروها تمایل به بازگرداندن محیط به حالت اولیه را دارند. بعضی از انواع امواج مکانیکی امواج صوت، امواج زلزله و امواج آب است.


موج‌ها به دو دسته امواج طولی و امواج عرضی تقسیم می‌شوند. در امواج طولی، سرعت انتشار موج موازی با حرکت نوسانی آن است، در حالی که، در امواج عرضی این سرعت عمود بر آن است. امواج الکترو مغناطیسی از نوع امواج عرضی هستند.

موج الکترومغناطیس:


تعاریف:

توافق بر روی یک تعریف واحد برای واژه موج چیزی است که امکان ندارد. یک ارتعاش یا لرزش (ویبراسیون) را می‌توان به صورت یک حرکت به عقب و جلو پیرامون نقطهٔ m در اطراف یک مقدار مرجع تعریف نمود. با وجود این، تعریف مشخصات کافی برای موج که باعث کیفیت بخشیدن به آن می‌شود موضوعی قابل انعطاف است. این اصطلاح اغلب به طور ذاتی به صورت انتقال نوسانات در فضا مطرح می‌شود که با حرکت شی که فضا را پر کرده یا اشغال نموده در ارتباط نیست. در یک موج انرژی یک ارتعاش عبارتست ازانرژی شی که دارد از منبع به فرم یک اغتشاش و نوسان در داخل محیطی که آن را احاطه کرده یا در پیرامون آن است دور می‌شود (هال 1980). با وجود این، این حرکت در مورد یک موج ساکن و ایستاده، مسئله برانگیز است. برای مثال، یک موج روی یک طناب یا نخ که انرژی در آن به طور مساوی در هر دو جهت منتشر می‌شود یا برای امواج الکترومغناطیسی یا امواج نوری در خلا، جاییکه مفهوم محیط واسطه‌ای دیگر قابل کاربرد نیست. به خاطر چنین دلایلی نظریهٔ موج بیان کننده یک شاخه خاص از فیزیک است، که به خواص موج مستقل از آنکه منشا فیزیکی آن چه چیزی باشد وابسته‌است (استراوسکی و پتاپو،1999). این خاصیت منحصر بفرد که با مستقل بودن از منشا فیزیکی و با تکیه بسیار روی منشا در موقعی که یک مورد خاص از یک فرآیند موجی را در نظر می‌گیریم همراه می‌گردد.

مثال: آکوستیک از اوپتیک متمایز می‌گردد. به این صورت که امواج صوتی دارای منشا مکانیکی، بیشتر از امواج الکترومغناطیسی در موقع انتقال انرژی لرزشی یا ارتعاشی به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شوند. مفاهیمی از قبیل جرم، گشتاور، اینرسی، یا خاصیت کشسانی (ارتجاعی) موقع شرح دادن آکوستیک بسیار مهم هستند. (برخلاف اوپتیک هنگام بررسی فرآیندهای موجی). این تفاوت در منشا باعث ایجاد مشخصات موجی خاص متفاوت از محیطی که با آن سر و کار داریم می‌شود . (به عنوان مثال، در موارد مربوط به هوا: فشار تابش موج‌های تلاطمی و... . در موارد جامد(اجسام صلب): امواج نور، تجزیه نور و ...) خواص دیگر، اگر چه آنها هم معمولاً از طریق منشا مشخص می‌شوند، ممکن است به تمام امواج تعمیم داده شود. به عنوان مثال، با توجه به آنهایی که بر اساس منشا مکانیکی پایه گذاری شده اندمی توان اغتشاشاتی در فضابرای امواج آکوستیک بر حسب زمان انجام داد اگر وفقط اگر وسیله مورد بحث بسیار سخت و یا بسیار نرم و انعطاف پذیر نباشد . اگر تمام اجزای تشکیل دهنده وسیله به صورت محکم به یکدیگر متصل شده باشند، تمام اجزای آن به شکل یک جسم واحد و بدون هیچ گونه تاخیری در انتقال نوسان، به ارتعاش در می‌آیند. که در این صورت هیچ حرکت موجی نخواهیم داشت. از سوی دیگر، اگر تمامی اجزا مستقل از یکدیگر بودند، هیچ انتقال ارتعاشی وجود نداشت. عبارات مذکور در بالا با فرض آنکه موج به هیچ منشا نیاز نداشته باشد بی معنی خواهد بود، اگر چه آنهاویژگی که از خود بروز می‌دهندمستقل از منشا آنها باشد: در طول یک موج، فاز یک ارتعاش (مکان و موقعیتی که در داخل سیکل نوسان اشغال کرده ) برای نقاط مجاور متفاوت می‌با شد و علت آن نیز این است که نوسان در زمان‌های متمایز به این نقاط می‌رسد. به صورت مشابه، پردازش فرآیندهای موج که از مطالعه درباره پدیده‌های موجی با سرچشمه‌هایی متفاوت با سر چشمه امواج صوتی حاصل می‌شود می‌تواند برای فهم هر چه بیشتر پدیده‌های صوتی بسیار با اهمیت باشد. یک مثال مناسب از این نمونه، قاعده تداخل یانگ می‌باشد ( یانگ،1802 ) این اصل برای اولین بار در تحقیقات یانگ پیرامون نور مطرح شد و هنوز نیز می‌تواند مطابق تعدادی از مفاهیم خاص دیگر ( برای مثال، پخش شدن صوت توسط صدا ) موضوعی پژوهشی در مطالعه صوت باشد.


ویژگی‌ها:

امواج متناوب توسط فاکتورهای اوج (بالاترین نقاط در امواج) و پایین‌ترین نقاط توصیف می‌شوند و البته ممکن است گاهی بر اساس طولی یا عرضی طبقه بندی گردند. امواج عرضی به امواجی اطلاق می‌شود که دارای ارتعاش‌هایی عمود بر جهت و انتشار موج باشند. مانند امواج طناب و امواج الکترومغناطیسی. امواج طولی دسته‌ای از امواج هستندکه در جریان انتشار موج دارای نوسانات موازی هستند مانند بیشتر امواج صوتی. زمانی یک شی بر روی موج یک آبگیر به بالا و پایین برود، حرکت بر روی یک مسیر دوار را تجربه می‌کند زیرا این امواج، امواج عرضی یا سینوسی نمی‌با شند.

A=در آب‌های عمیق

B=در آب‌های کم عمق

1=عبور موج

2=اوج

3=افت

ریز موج‌ها روی سطح برکه در حقیقت ترکیب طولی و عرضی امواج هستند. بنابراین نقاط روی سطح، مسیر دایره‌ای را دنبال می‌کنند ونقاطی که روی سطح قرار می‌گیرنداز این مسیر دایره‌ای تبعیت می‌کنند.تمام امواج می‌توانند موارد زیر را تجربه کنند:

موج مستقیم از طریق برخورد با سطح منعکس کننده تغییر می‌یابند = انعکاس

موج مستقیم از طریق مداخله یک شی جدید تغییر می‌یا بند = انعکاس

خم شدن امواج مانند تاثیر متقابل آنها در برابر موانعی است که در مسیرشان وجود دارد = پراش بیشترین شناخت طول موج روی حالت پرش شی است.

موقعیت دو موج که با هم برخورد می‌کنند =تداخل

موجی که با بسامد شکسته می‌شود = انتشار

حرکات موج نوری در مسیر مستقیم – خطوط انتشار

یک موج اگر بتواند فقط در مسیر مستقیم نوسان کند دوگانگی می‌یابد. دوگانگی عرضی موج حاکی از نوسان مستقیم آن است و عمود برجهت حرکت است. امواج طولی مانند امواج صوتی دوگانگی بروز نمی‌دهند زیرا این امواج نوسان مستقیم در طول حرکت دارند و با فیلتر پولازیزه گر پولاریزه می‌شوند.

مثال: امواج سطح اقیانوس که با صخره‌ها برخورد می‌کنند. امواج سطح اقیانوس که پرتلاطم هستند در میان آب منتشر می‌شوند. امواج رادیو یی، ریز موج‌ها، مادون قرمز، امواج مرئی، فرابنفش، پرتو x و پرتو گاما از پرتو افکنی پرتوهای الکترومغناطیسی ساخته شده‌اند. در این شرایط انتشار بدون وجود محیط در میان خلأ ممکن است. این امواج الکترومغناطیس در 299 و 792 و 458 متر بر ثانیه در خلأ حرکت می‌کنند.


انواع موج:

صوت یک موج مکانیکی است که در میان هوا، مایعات و جامدات منتشر می‌شود. موج ترافیک (یعنی انتشار متفاوت و متراکم وسایل نقلیه و ...) که می‌تواند به عنوان مدلی از امواج سینماتیک باشد. مانند اولین طرح آقای .J.Mلایت هیل. امواج لرزه‌ای در زمین به صورت برشی S و طولی P می‌باشند که در سطح زمین و بین لایه‌ها به موجهای لاو L و رایلی R هم تبدیل می‌شوند. امواج گرانشی که عبارتند از نوسانات و بالا و پایین شدن در انحنای زمان -فضا که به وسیله اصل عمومی نسبیت پیش بینی شده‌است .این امواج چند بعدی هستند و به طور تجربی مشاهده می‌شوند.

امواج ساکن: در گردش سیالات اتفاق می‌افتند و از طریق تأثیر کرولیز ذخیره می‌شوند.


توصیف ریاضی:

یک موج با دامنه ثابت است.

شکل و نمایشی از یک موج (منحنی آبی رنگ که خیلی سریع تغییر می‌کند) و پوشش آن (منحنی قرمزکه با سرعت آهسته تری تغییر می‌کند)

به عقیده ریاضیدانان ساده‌ترین یا اساسی‌ترین موج، امواج هارمونیک سینوسی است که آن را با f(x,t) = Asin(ωt − kx)), توصیف می‌کند. که A دامنه موج است یعنی بیشترین مقدار بی نظمی در طول نوسان موج (بیشترین فاصله از بلندترین نقطه اوج تا تعادل در یک نمونه کامل، یعنی ماکزیمم مسافت قایم بین مبدأ و موج.) واحد دامنه به نوع موج بستگی دارد. موج‌هایی که روی طناب هستند دامنه شان به صورت یک بعد بیان می‌شود. امواج صوتی مانند فشار (پاسکال) و امواج الکترومغناطیس مانند دامنه‌ای از میدان الکتریکی (ولت / متر)بیان می‌شوند. دامنه ممکن است ثابت باشد (در این شرایط موج یا cw هست یا موج ثابت) یا ممکن است با زمان و موقعیت تغییر کند. فرم متغیر دامنه، موج پوششی نامیده می‌شود.

طول موج ( اشاره به λ) مسافت بین دو قله متوالی (یا یک فرورفتگی و برجستگی) است. معمولاً واحد آن متر است و همچنین با نانومتربرای طیف الکترومغناطیس بخش نوری بیان می‌شود. یک تعداد موج K می‌تواند با طول موج به هم ربط داده شود. امواج را می‌توان به وسیله حرکت هارمونیک نشان داد. دوره T، زمان برای یک نوسان کامل موج است.

بسامد f (که با ν نشان می‌دهند) تعداد دوره‌هایی است که در واحد زمان انجام می‌دهند (برای مثال یک ثانیه) و آن با هرتز اندازه گیری می‌شود.

    بسامد ودوره عکس یکدیگرند.

بسامد زاویه‌ای ω بیان کننده بسامد از نظر رادیان است و بستگی به بسامد دارد. بسامد زاویه‌ای با بسامد از طریق رابطه زیر ارتباط دارد:

دو نوع سرعت وجود دارد که امواج را به هم پیوند می‌دهد. اولین سرعت سرعت انتشار موج است که توسط

بیان می‌شود و دومین، سرعت گروهی است که سرعت متغیری در شکل‌های متنوع موج ایجاد می‌کند. این سرعت می‌تواند به موج منتقل شود. و با فرمول زیر ارائه می‌شود:

معادله موج:

معادله دیفرنسیال موج به صورت زیر نوشته می‌شود.

در اینجا c سرعت انتشار موج می‌باشد. جواب این معادله (در حالت یک‌بعدی) به صورت زیر است (A دامنه موج است.):

 kعدد موج، ω سرعت زاویه‌ای، λ طول موج، φ فاز، T دوره تناوب و f بسامد حرکت نوسانی نام دارند.

معادله موج یک معادله دیفرانسیلی است که در هر زمان، تحول موج هارمونیک را توصیف می‌کند . معادله موج فرم متفاوتی دارد و تا اندازه‌ای بستگی به این دارد که موج چگونه منتقل می‌شود و معمولاً از طریق حرکت به دست می‌آید. توجه به دامنه موج یعنی حر کت پایین طناب در طول محورx و متغیر u(که معمولاً وابسته         به x وt )            معادله موج در سه بعد است که با فرمول زیر بیان می‌شود.

   که     به صورت معادله لاپلاسی می‌باشد.

سرعت v هم به شکل موج و هم به محیطی که موج از طریق آن منتقل می‌شود بستگی دارد . یک راه حل کلی برای معادله موج در یک بعد تو سط دی–آلبرت داده شده‌است. که به این صورت است:

این راه حل را می‌توان به صورت دو پالس که در جهات مخالف حرکت می‌کنند( F در جهت x و G در خلاف جهت x)در نظر گرفت. اگر مادر معادله بالابه جای x ، xوy وz جایگزین کنیم آن وقت ما انتشار موج در سه بعد را تو صیف می‌کنیم. معادله شرودینگر رفتار موج گونه ذرات را در مکانیک توصیف می‌کند. راه حل‌هایی برای این معادله، عبارتند از توابع موجی که می‌توانند به شرح سرانجام احتمالی ذرات بپردازند . موج ساده یا متحرک که گاهی موج پیش رو نیز نامیده می‌شود، اختلالی است که با دو عامل زمان t و مسافت z تغییر می‌کند. که با فرمول زیر ارائه می‌شود.

جایی که (A(z,t پوشش دامنه‌ای که برای موج داریم و K تعداد موج و φ نمایانگر فاز موج است. سرعت فاز vp این موج توسط      نشان داده می‌شود. ( λ نمایانگر طول موج است)


امواج ایستاده:

موج ایستاده در وضعیت ساکن،نقاط قرمز نمایانگر گره‌های موج هستند. موج ایستاده که با عنوان موج ساکن نیز شناخته می‌شود موجی است که در وضعیت ثابت باقی می‌ماند. این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که وسیله‌ای در مسیری خلاف جهت موج در حرکت باشد و یا این موج می‌تواند در نتیجه تداخل دو موج از دو سوی متفاوت ایجاد شود. مجموع دو موج منتشر شده از سوی مقابل هم (با دامنه و بسامد یکسان) یک موج ایستاده را به وجود می‌آورد. به طور عادی، موج ایستاده زمانی تولید می‌شود که انتشار موج دورتر از مانع باشد. بنابراین، علت انعکاس موج وجود یک موج مخالف است. به عنوان مثال، زمانی که تار ویولن جابه جا می‌شود امواج طولی منتشر می‌شوند تا جایی که تار در جایش محکم قرار گیرد. بالاتر از جایی که موج بر می‌گردد در خرک و مهره دو موج در فاز مخالف هم هستند و یکدیگر را دفع می‌کنند در نتیجه یک گره تولید می‌شود. در وسط راه، بین دو گره یک شکم تولید می‌شود جایی که دو موج از سوی مقابل هم منتشر می‌شوند موج‌ها روی هم افزایش می‌یابند و عضو بیشینه می‌شوند و به طور معمول انرژی برای انتشار موج نمی‌ماند.

از نگاه دیگر:

لرزش طبیعی اکوسیتیک، تشدید کننده هلم هولتز و دریچه لوله صوتی. انتشار میان طناب

سرعت موج در حال حرکت در امتداد یک تار مرتعش شونده به طور مستقیم متناسب با ریشه دوم کشش تار به چگالی خطی (μ)است:


طول موج:

به فاصله بین دو قله متوالی موج (یا بین هر دو نقطه تکراری موج که شکل یکسان دارند) گفته می‌شود و آن را با λ نشان می‌دهند. برای دو موجی که دارای سرعت یکسان باشند، موجی که دارای فرکانس بالاتری است طول موج کوتاه‌تر دارد و موجی که فرکانس پایین‌تری دارد، طول موج بلندتری دارد.

طول موج در موج الکترومغناطیسی:

در موج الکترومغناطیسی طول موج مشخص کننده رنگ موج است. با تعیین رنگ، انرژی و طول موج می‌توان یک موج را نسبت به دیگر موج‌ها سنجید. به عنوان مثال طول موج‌های کوتاه در طیف مرئی در ناحیه بین آبی و فوق بنفش قرار می‌گیرد در حالیکه رنگ قرمز دارای طول موج‌های بلندتری می‌باشد. فاصله بین این قله‌های موج آن چنان کوچک است که واحد آن را نانومتر (ده به توان منفی نه) یا میکرون (ده به توان منفی شش) قرار داده اند. تابش الکترومغناطیسی طیف طولانی از طول موج‌های بلند رادیویی تا طول موج‌های کوتاه پرتو ایکس را شامل می‌شود. چون شکل موج با سرعت ثابت c پیش می‌رود، فاصله یک طول موج را در زمان یک دوره تناوب طی می‌کند. هرموج علاوه بر طول موج دارای یک فرکانس میباشد که با واحدهایی مثل(hz,mhz,ghz,khz,thz)اندازه گیری میشود.

تابش الکترومغناطیسی:

تابش الکترومغناطیسی یا انرژي الکترومغناطیسی بر اساس تئوري موجي، نوعی موج است که در فضا انتشار می‌یابد و از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ساخته شده‌است. این میدان‌ها در حال انتشار بر یکدیگر و بر جهت پیشروی موج عمود هستند.

گاهی به تابش الکترومغناطیسی نور می‌گویند، ولی باید توجه داشت که نور مرئی فقط بخشی از گسترهٔ امواج الکترومغناطیسی است. امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان به نام‌های گوناگونی خوانده می‌شوند: امواج رادیویی، ریزموج، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما. این نام‌ها به ترتیب افزایش بسامد مرتب شده‌اند.


ماهیت فیزیکی:

امواج الکترومغناطیسی را نخستین بار ماکسول پیش‌بینی کرد و سپس هاینریش هرتز آن را با آزمایش به اثبات رساند. ماکسول پس از تکمیل نظریهٔ الکترومغناطیس، از معادلات این نظریه شکلی از معادلهٔ موج را به دست آورد و بنابراین نشان داد که میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی هم می‌توانند رفتاری موج‌گونه داشته باشند. سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی از معادلات ماکسول درست برابر با سرعت نور به دست می‌آمد، و ماکسول نتیجه گرفت که نور هم باید نوعی موج الکترومغناطیسی باشد.

طبق معادلات ماکسول، میدان الکتریکی متغیر با زمان باعث ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود و برعکس. بنابراین اگر یک میدان الکتریکی متغیر میدان مغناطیسی بسازد، میدان مغناطیسی نیز میدان الکتریکی متغیر می‌سازد و این گونه موج الکترومغناطیسی ساخته می‌شود و پیش می‌رود.

نظریهٔ کوانتومی برهم‌کنش بین تابش الکترومغناطیسی و ماده را نظریهٔ الکترودینامیک کوانتومی توصیف می‌کند.

تابش خورشید و زمین:

خورشید، این راکتور گرما-هسته‌ای بزرگ، در سرتاسر طیف الکترومغناطیسی تابش می‌کند. از پرتوهای x و پرتوهای کیهانی گرفته تا موج‌های رادیویی به طول موج‌هایی تا 15m یا بیشتر. اما چون سطح آن داغ است (۶۰۰۰ سانتیگراد)، بیشتر انرژی آن در طول موج‌های نسبتاً کوتاه (فرابنفش، مرئی و فروسرخ نزدیک) است و مقدار بیشینه تابش در طول موج نزدیک به ۰٫۵ میکرومتر گسیل می‌شود. علاوه بر این، پرتوهای فروسرخ خورشید نیز برای ما منبع گرما بشمار می‌آیند.

با بهره‌گیری از فرمول‌های تابش پلانک، پی می‌بریم که انرژی گسیل شده از جسمی با دمایی برابر با دمای زمین نیز باید در محدوده فروسرخ باشد و طول موج‌های بارز این تابش نیز تقریباً در محدوده 10 میکرومتر متمرکز است.

از آنجا که زمین همواره در حالت شبه ترازمندی است، درمی‌یابیم به همان اندازه که از خورشید انرژی دریافت می‌کند، با تابش LW به فضا انرژی از دست می‌دهد. به این ترتیب، مناسب‌ترین شرایط برای زیست موجودات زنده در این کره خاکی فراهم می‌شود.

طیف الکترومغناطیسی:

امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان به نام‌های گوناگونی خوانده می‌شوند: امواج رادیویی، ریزموج، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما. این نام‌ها به ترتیب افزایش بسامد مرتب شده‌اند.

از فرکانس ۳۰ اگزا هرتز تا ۳۰۰ اگزا هرتز را اشعه گاما مینامند.

از فرکانس ۳ اگزا هرتز تا ۳۰ اگزا هرتز را اشعه ایکس سخت (HX) مینامند.

از فرکانس ۳۰ پتا هرتز تا ۳ اگزا هرتز را اشعه ایکس نرم (SX) مینامند.

از فرکانس ۳ پتا هرتز تا ۳۳ پتا هرتز را اشعه فرا بنفش دور (EUV) مینامند.

از فرکانس ۷۵۰ ترا هرتز تا ۳ پتا هرتز را اشعه فرا بنفش نزدیک (NUV) مینامند.

از فرکانس ۴۰۰ ترا هرتز تا ۷۵۰ ترا هرتز را نور مرئی مینامند.

از فرکانس ۲۱۴ ترا هرتز تا ۴۰۰ ترا هرتز را فروسرخ نزدیک (NIR) مینامند.

از فرکانس ۱۰۰ ترا هرتز تا ۲۱۴ ترا هرتز را موج کوتاه فروسرخ (SIR) مینامند.

از فرکانس ۳۷٫۵ ترا هرتز تا ۱۰۰ ترا هرتز را موج متوسط فروسرخ (MIR) مینامند.

از فرکانس ۲۰ ترا هرتز تا ۳۷٫۵ ترا هرتز را موج بلند فروسرخ (HIR) مینامند.

از فرکانس ۳۰۰ گیگا هرتز تا ۲۰ ترا هرتز را فروسرخ بسیار دور (FIR) مینامند.

از فرکانس ۳۰ گیگا هرتز تا ۳۰۰ گیگا هرتز را بسامد مافوق بالا (EHF) مینامند.(ریزموج)

از فرکانس ۳ گیگا هرتز تا ۳۰ گیگا هرتز را بسامد بسیار بالا (SHF) مینامند.(ریزموج)

از فرکانس ۳۰۰ مگا هرتز تا ۳ گیگا هرتز را بسامد فرابالا (UHF) مینامند.(ریزموج)

از فرکانس ۳۰ مگا هرتز تا ۳۰۰ مگا هرتز را بسامد خیلی بالا (VHF) مینامند.

از فرکانس ۳ مگا هرتز تا ۳۰ مگا هرتز را بسامد بالا (HF) مینامند.

از فرکانس ۳۰۰ کیلو هرتز تا ۳ مگا هرتز را بسامد متوسط (MF) مینامند.

از فرکانس ۳۰ کیلو هرتز تا ۳۰۰ کیلو هرتز را بسامد پایین (LF) مینامند.

از فرکانس ۳ کیلو هرتز تا ۳۰ کیلو هرتز را بسامد خیلی پایین (VLF) مینامند.

از فرکانس ۳۰۰ هرتز تا ۳ کیلو هرتز را بسامد در حد صوت (VF) مینامند.

از فرکانس ۳۰ هرتز تا ۳۰۰ هرتز را بسامد بسیار پایین (ELF) مینامند.

نکته1) هرتز:

هرتز یکای سنجش بسامد در سیستم آحاد SI است و برابر است با cycle/s و یا s-1. ‫این واحد به یاد فیزیکدان آلمانی هاینریش هرتز، هرتز نامیده شده است.

 HZ(هرتز) = 100 یا 1

kHz (کیلوهرتز) = 103

MHz (مگاهرتز) = 106

GHz (گیگاهرتز) = 109

THz (تراهرتز) = 1012

PHz (پتاهرتز) = 1015

EHz (اگزاهرتز) = 1018

ZHz (زتاهرتز) = 1021

YHz (یُتاهرتز) = 1024


نکته2)بسامد:


بَسامَد، تَواتُر یا فرکانس (به انگلیسی: frequency) به اندازه‌گیری تعداد دفعاتی گویند که یک رویداد تناوبی در واحد زمان اتفاق می‌افتد. برای محاسبه بسامد باید یک بازه زمانی را مشخص کرده، تعداد رخ دادن یک رویداد را در آن بازه زمانی شمرده و سپس این شماره را بر مدت آن بازه زمانی تقسیم کرد. راه دیگر محاسبه بسامد، اندازه‌گیری زمان میان دو رویداد پیاپی (تناوب) و سپس اندازه‌گیری بسامد به عنوان وارونه این زمان است: رابطه بسامد به این گونه‌است:

   در این فرمول T همان تناوب است.

فرکانس اندازه گیری تعداد تکرار اتفاقی در واحد زمان است. برای محاسبه فرکانس بر روی یک بازه زمانی ثابت، تعداد دفعات وقوع یک حادثه را در آن بازه می شماریم و سپس این تعداد را بر طول بازه زمانی تقسیم می کنیم. پس از فیزیک دان آلمانی هاینریش رودولف هرتز، در سیستم واحدهای SI فرکانس با هرتز(Hz) اندازه گیری می‌شود. یک هرتز به این معنی است که یک واقعه یک بار بر ثانیه رخ می‌دهد.

واحدهای دیگری که برای اندازه گیری فرکانس بکار می‌روند به این شرح هستند: سیکل بر ثانیه، دور بر دقیقه (rpm). سرعت قلب توسط واحد ضربان بر دقیقه اندازه گیری می‌شود. یک روش جایگزین برای محاسبه فرکانس، اندازه گیری زمان بین دو رخداد متوالی حادثه‌ای است (دوره تناوب) و سپس محاسبه فرکانس به صورت عددی متقابل این زمان مانند زیر:

     که در آن T دوره تناوب است.


فرکانس امواج در اندازه گیری فرکانس صدا، امواج الکترومغناطیسی (مانند امواج رادیویی یا نور )، سیگنال‌های الکتریکی یا دیگر امواج، فرکانس بر حسب هرتز، تعداد سیکل‌های شکل موج تکراری است. اگر موج یک صدا باشد، فرکانس آن چیزی است که زیر و بمی این موج را مشخص می‌کند.

فرکانس رابطه معکوسی با مفهوم طول موج دارد. فرکانس f برابر است با سرعت v یک موج تقسیم بر طول موج لاندااست که:

در موارد خاص که امواج الکترومغناطیسی از خلا عبور می‌کنند، v=c که در آن c برابر سرعت نور در خلا است و این عبارت به صورت زیر در می‌آید:

فرکانس‌های آماری:

در علم آمار فرکانس یک واقعه برابر است با تعداد دفعات رخ دادن یک حادثه در آزمایش یا مطالعه‌ای که صورت می‌گیرد. فرکانس‌ها معمولاً به صورت گرافیکی در نمودار هیستوگرام نمایش داده می‌شوند.


امواج الکترومغناطیسی:

1) اموج‌ رادیوییRadiowaves:

موج‌های رادیویی گونه‌ای موج الکترومغناطیسی است که طول موج آن در طیف الکترومغناطیسی بلندتر از فروسرخ است.همانند دیگر موج‌های الکترومغناطیسی، موج‌های رادیویی نیز با سرعت نور حرکت می‌کنند.موج‌های رادیویی بصورت طبیعی توسط آذرخش و اجرام فلکی تولید می‌شوند.موج‌های رادیویی تولید شده بصورت مصنوعی، در سیستم‌های ارتباطاتی ثابت و متحرک، سخن‌پراکنی، رادار و دیگر سیستم‌های ناوبری، ارتباطات ماهواره‌ای، شبکه‌های رایانه‌ای و بسیاری دیگر کاربرد دارند.فرکانس‌های مختلف موج‌های رادیویی، دارای ویژگی‌های انتشار مختلفی در هواکره زمین هستند.موج‌های رادیویی بلند ممکن است بخشی از زمین را بصورت مداوم پوشش دهند.موج‌های رادیویی کوتاه نیز می‌توانند با پخش شدن بسوی یون‌کره، بازتاب شده و کل کره زمین را سیر کنند.طول موج‌های کوتاه‌تر بازتاب و خم‌شدگی بسیار کمی دارند و فقط می‌توانند در خط دید سیر کنند.


کشف و بکارگیری:

وجود موج‌های رادیویی برای نخستین بار توسط جیمز کلارک ماکسول و پس از کارهای ریاضی در سال ۱۸۶۵ پیش‌بینی شد.او در مشاهدات برقی و مغناطیسی خود متوجه ویژگی‌های موجی نور و همانندهای آن شده بود.او بعدها در معادله‌های خود مطرح ساخت که موج‌های نوری و موج‌های رادیویی، نوعی موج الکترومغناطیسی هستند که می‌توانند در فضا حرکت کنند.در سال ۱۸۸۷، هاینریش هرتز با ساخت تجربی موج‌های رادیویی در آزمایشگاه خویش، واقعی بودن سخنان ماکسول را نشان داد.از اختراع‌های دیگری که بدنبال اختراع رادیو انجام شد می‌توان به فرستادن اطلاعات از راه فضا اشاره کرد.

پخش موج‌های رادیویی:

مطالعه بر روی این پدیده الکترومغناطیسی با مطالعه بر روی بازتاب، شکست، قطبش، پراش (انکسار) و جذب آن که اهمیت اساسی در مطالعه چگونگی حرکت موج‌های رادیویی در فضای آزاد و بر سطح زمین دارد، انجام گرفت.فرکانس‌های مختلف در این موج‌ها در هواکره زمین، ویژگی‌های مختلفی دارند و ساختن رادیوهایی با طول موج‌های مختلف کاربردی‌تر بنظر می‌آید.

در پزشکی:

انرژی فرکانس رادیویی (RF)، بیش از ۷۵ سال است که برای درمان‌های پزشکی بکار می‌رود.این موج‌ها بیشتر در جراحی‌های کوچک و انعقاد خون بکار می‌روند.مثلا برای درمان آپنه خواب


2)ریزموج یا مایکروویو Microwaves:

به امواج الکترومغناطیسی با طول موج کمتر از امواج رادیویی و بیشتر از امواج فروسرخ، ریزموج گفته می‌شود. چنین به نظر می رسد که طول موج ماکروویو با توجه به نام آن، امواجی در طیف طول موج کمتر از یک میلی متر باشند و طول موج ریزموج‌ها تقریباً بین ۱ میلی‌متر (متناظر با بسامد ۳۰۰ گیگاهرتز) تا ۳۰ سانتیمتر (متناظر با بسامد ۱ گیگاهرتز) است. البته بر روی این مرزهای این تعریف، اتفاق نظر نیست و برخی آن را از ۰٫۳ میلی‌متر در نظر می‌گیرند.

مایکروویو یا ميکروويو ، از ترکيب دو واژه مايکرو يا ميکرو(MICRO)، به معني کوچک و ويو (WAVE)،به معني موج تشکيل شده است و به معناي امواج با طول موج کوتاه و تعداد نوسانات (فرکانس) بسيار بالا مي باشد. مايكروويو نوعي از امواج الكترومغناطيسي است، در واقع امواجي راديويي با فركانس بسيار بالا هستند. هر چه فركانس تشعشع بالاتر رود، طول موج آن کمترمي‌شود فرکانس چنين امواجي، بين300 مگاهرتز تا چند گيگاهرتز در ثانيه مي تواند باشد. برد چنين امواجي کوتاه بوده و در حد چند متر است، ولي ميزان نفوذ آن ها نسبتاً بالا است. هر چه فرکانس بيشتر باشد، شدت نفوذ بيشتر ولي برد امواج، کوتاه تر مي شود.

اين امواج ممكن است در برخورد با يك ماده ، منعكس، منتشر يا جذب شود. مواد فلزي اين امواج را كاملاً منعكس مي‌كنند. اغلب مواد غيرفلزي مثل شيشه و پلاستيك امواج را از خود عبور مي‌دهند و موادي كه جاري آب هستند مانند غذاها و حتي انسان، انرژي اين امواج را جذب مي‌كنند. اگر سرعت جذب انرژي يك ماده بيش از سرعت از دست دادن آن باشد، دماي آن ماده بالا مي‌رود.

امواج داراي طول موج کوتاه، هنگام برخورد به ماده، چنان موجب ارتعاش و تغيير قطب هاي منفي و مثبت موجود در آن مي شوند که اين جنبش بالاي ملکول ها موجب به هم خوردن شديد آن ها و ايجاد اصطکاک در ملکول ها و در نهايت سبب گرم شدن آن ماده مي شود.

کاربرد ریز موج یا مایکروویو:

امواج مایکروویو برای علوم نظامی، تعیین سرعت ماشین‌ها، برقراری ارتباطات تلفنی و تلویزیونی و همچنین درمان جراحات عضله بکار می‌روند.

ریز موج ها قسمتی از طیف الکترومغناطیسی هستند. ریز موج ها رادیویی با فرکانس خیلی بالا هستند. ریز موج ها برای برقراری ارتباط با فضاپیماها و ماهواره ها مورد استفاده نیز قرار می گیرند.

                                                     

مخابرات مايكروويو:
مخابرات مايكروويو در شبكه‌هاي LAN داراي استفاده محدودي هستند. اگر چه به دليل توان بيشتر آنها، اين سيستمها در شبكه‌هاي WAN ترجيح داده مي‌شوند، برخي از مزاياي اين سيستمها عبارتند از:


عرض باند خيلي بالا: در مقايسه با همه تكنولوژي‌هاي بي‌سيم، سيستمهاي ماكروويو داراي بالاترين عرض باند بوده ( به دليل توان بالاي سيستم‌هاي فرستنده) دستيابي به سرعت 100 مگابيت بر ثانيه و بالاتر در اين سيستمها امكان‌پذير است. سيگنالهاي ارسال شده ، مسافت‌هاي خيلي زيادي را طي مي‌كند:

همچنان كه قبلاً ذكر شد توان بالاي سيگنالها، امكان ارسال آنها به مسافت‌هاي خيلي دور را فراهم مي‌نمايد. اطلاعات ارسال شده را مي‌توان تا صدها مايل انتقال داد. ارتباط سيگنالها مي‌تواند بصورت نقطه به نقطه يا broadcast باشد: همانند ساير انواع مخابرات بي‌سيم، سيگنالها را مي‌توان دقيقاً در يك مسير ارتباطي نقطه‌ به نقطه متمركز نمود يا آنها را از طريق ارتباطات broadcast، به چندين موقعيت جغرافيايي ارسال نمود.

معايب مخابرات ماكروويو
مخابرات ماكروويو براي اغلب كاربران، بواسطه معايب زيادي كه دارند، گزينه مناسبي نيست، به ويژه چند عيب عمده در اين گونه سيستمها استفاده از آن را محدود به گروه خاصي از افراد مي‌نمايد برخي از اين معايب عبارتند از:

تجهيزات مربوطه گران هستند: تجهيزات ارسال و دريافت ماكروويو در مقايسه با ساير انواع تجهيزات ارتباطي بي‌سيم گران هستند. يك فرستنده/گيرنده مايكروويو Combo مي‌تواند تا 5هزار دلار هزينه داشته باشد. سيستمهاي مايكروويو ارزان‌تر نيز وجود دارند اما محدوده تحت پوشش آنها محدود مي‌باشد.
نياز به خط ديد مستقيم: به منظور عملكرد صحيح سيستمهاي مخابراتي ماكروويو مي‌بايست بين فرستنده و گيرنده يك خط ديد مستقيم وجود داشته باشد.
تضعيف اتمسفريك: همانند ساير تكنولوژيهاي بي‌سيم ( همانند ليزر مادون قرمز)، شرايط جوي(همانند مه، باران و برف) مي‌توانند تأثيري منفي روي ارسال مايكروويو اطلاعات داشته باشند. براي مثال يك توفان سهمگين بين فرستنده و گيرنده مي‌تواند سبب قطع ارتباط گردد. بعلاوه هر چه فركانس مايكروويو بالاتر باشد زمينه تضعيف بيشتر مي‌گردد.
تأخير انتشار: يك عيب مهم در سيستمهاي ماكروويو ماهواره‌اي، مسئله تأخير انتشار است، هنگامي كه بين دو ايستگاه زميني، از ماهواره بعنوان ايستگاه تقويت استفاده گردد، تأخير انتشار معمولاً قابل توجه مي‌باشد.
ايمني: از آنجا كه پرتوهاي ماكروويو بسيار پرقدرت هستند مي‌تواند خطري براي انسان و حيوانات محسوب شود. در مسيري كه بين فرستنده و گيرنده قرار گيرند. مثلاً اگر دست خود را روي يك اجاق ماكروويو كم مصرف قرار دهيد مطمئناً شما را نمی کشد ولي براي شما ضررخواهد داشت.

LAN مايكروويو باند باريك

عبارت مايكروويو باند باريك، به معناي استفاده از باند فركانس راديويي مايكروويو در يك عرض باند نسبتاً باريك ( براي ارسال سيگنال) مي‌باشد. تا همين اواخر، همه محصولات LAN مايكروويو باند باريك، از باند مايكروويو داراي مجوز استفاده مي‌كردند، اما اخيراًَ حداقل يكي از شركتهاي سازنده يك محصول LAN را كه از باند ISM استفاده مي‌نمايد، عرضه نموده است.

حتماً شما ديش‌هاي ماهواره را در بالاي ساختمانها در سايت‌هاي بزرگ ديده‌ايد. اين ديشها اغلب براي برقراري ارتباطات مايكروويو مورد استفاده قرار مي‌گيرند. ارتباطات مايكروويو از امواج متمركز و بسيار پرقدرتي براي ارسال سيگنالهاي اطلاعات به مسافتهاي خيلي دور بهره‌گيري مي‌نمايند.

مخابرات مايكروويو از بخش پايين‌تر فركانسهاي گيگاهرتزي طيف الكترومغناطيسي استفاده مي‌كند، اين فركانسها كه بالاتر از فركانسهاي راديويي هستند، عملكرد و خروجي بهتري را نسبت به ساير انواع ارتباطات بي‌سيم ارائه مي‌دهند. دو نوع سيستم ارتباطات مايكروويو داده‌اي وجود دارند: سيستم‌هاي مايكروويو زميني و سيستم‌هاي ماهواره‌اي.

سيستم‌هاي مايكروويو زميني:

سيستم‌هاي مايكروويو زميني، عموماً از آنتن‌هاي سهمي شكلي براي ارسال و دريافت سيگنالها در محدوده پايين‌تر طيف فركانسي گيگاهرتزي استفاده مي‌نمايند. سيگنالها شديداً متمركز بوده و مسير فيزيكي عبور آنها مي‌بايست در يك خط مستقيم باشد. برجهاي رله، بمنظور تقويت سيگنالها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. سيستم‌هاي مايكروويو زميني عموماً هنگامي مورد استفاده قرار مي‌گيرد كه هزينه كابل‌كشي، عامل بازدارنده‌اي براي توسعه شبكه باشد.

از آنجائي كه اين سيستمها از كابل استفاده نمي‌كنند، پيوندهاي مايكروويو اغلب براي ارتباط چندين ساختمان به يكديگر جايي كه كابل‌كشي خيلي گران تمام شده يا نصب آن مشكل يا ممنوع باشد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. براي مثال اگر يك ساختمان در دو طرف جاده‌اي كه امكان عبور كابل از رو يا زير آن جاده ميسر نباشد، واقع گرديده باشد از سيستم‌هاي مايكروويو زميني استفاده مي‌گردد.

از آنجائي كه تجهيزات مايكروويو زميني اغلب از فركانسهاي داراي مجوز استفاده مي‌كنند. هزينه و زمان اضافي مي‌بايست براي دريافت مجوز پرداخت گردد.

سيستم‌هاي مايكروويو زميني كوچكتر را مي‌توان در داخل يك ساختمان نيز مورد استفاده قرار داد. LANهاي مايكروويو داراي توان پاييني هستند و از فرستنده‌هاي كوچكي براي برقراري ارتباط با يكديگر و با هابهاي شبكه استفاده مي‌نمايند. سپس هابها را در قالب يك شبكه كامل مي‌توان بهم متصل نمود.

سيستم‌هاي مايكروويو زميني داراي مشخصه‌هاي ذيل مي‌باشند:

محدوده فركانسي: اغلب سيستم‌هاي مايكروويو زميني، سيگنالها را در طيف گيگاهرتزي پايين ( معمولاً در باند 4 تا 6 گيگاهرتز و 21 تا 23 گيگاهرتز) توليد مي‌نمايند.

هزينه: سيستم‌هاي كوتاه برد، نسبتاً ارزان تمام مي‌شوند و تا چند صدمتر را تحت پوشش قرار مي‌دهند. سيستم‌هاي ارتباطي راه دور معمولاً خيلي گران هستند. سيستم‌هاي زميني را مي‌توان از فراهم‌آوران اين تجهيزات اجاره نمود. هرچند هزينه اجاره در يك مدت زمان طولاني مي‌تواند گرانتر از خريد يك سيستم تمام شود.

نصب: مشكل نياز به خط ديد مستقيم بين فرستنده و گيرنده در سيستم‌هاي مايكروويو، نصب آنها را دچار مشكل مي‌كند. آنتن‌ها مي‌بايست در امتداد يك خط مستقيم قرار گيرند. همچنين از آنجائي كه فرآيند ارسال مي‌بايست در يك خط مستقيم انجام گيرد، يافتن سايتهاي مناسب براي نصب فرستنده/گيرنده ، يك مشكل قابل توجه به حساب مي‌آيد. در صورتي كه تشكيلات شما داراي يك سايت بلند بين دو آنتن باشد مي‌بايست سايت مناسبي را خريداري يا اجاره كنيم.

ظرفيت: با توجه به فركانس مورد استفاده، ظرفيت مي‌تواند تغيير كند اما نرخ داده‌ها در محدوده 1تا100 مگابيت بر ثانيه قرار مي‌گيرد.

تضعيف: پديده تضعيف تحت تأثير عواملي همچون فركانس، قدرت سيگنال، اندازه آنتن و شرايط جوي مي‌باشد. طبعاً در مسافت‌هاي كوتاه تضعيف مسئله قابل توجهي نيست اما باران و مه مي‌تواند اثري منفي روي ارتباطات ماكروويو فركانس بالا داشته باشد.

EMI :سيگنالهاي مايكروويو در مقابل EMI و استراق ‌سمع آسيب‌پذير هستند (البته سيگنالهاي مايكروويو را بمنظور كاهش استراق سمع)، رمزگذاري مي‌نمايند. همچنين سيستم‌هاي مايكروويو تحت تأثير شرايط جوي هستند. همانطور كه گفتيم فركانسهاي راديويي مايكروويو براي ارسال سيگنالهاي صوتي، تصويري و داده‌اي و اجتناب از بروز تداخل بين سيستمها در يك عرصه جغرافيايي معين، مي‌بايست داراي مجوز باشند. در كشور آمريكا، سازمان FCC اين مجوزها را صادر مي‌نمايد. هر محدوده جغرافيايي، داراي شعاع 28 كيلومتر بوده و مي‌تواند 5مجوز را در برگيرد كه هر مجوز، 2فركانس را تحت پوشش قرار مي‌دهد. شركت موتورولا داراي 600 مجوز (1200فركانس) در باند 18گيگاهرتز مي‌باشد كه همه كلان شهرها با جمعيت 30000 نفر يا بيشتر را تحت پوشش قرار مي‌دهد.

تكنيك باند باريك معمولاً از پيكره‌بندي سلولي استفاده مي‌نمايد. سلولهاي مجاور از باندهاي فركانسي غيرهمپوشان در داخل باند 18 گيگاهرتز، استفاده مي‌نمايد. در آمريكا از آنجايي كه شركت موتورولا اين باند فركانسي را تحت نظارت دارد اين تضمين وجود دارد كه شبكه LAN مستقل در مكانهاي جغرافيايي نزديك به هم با يكديگر تداخل نكند. بمنظور ايجاد امنيت در مقابل استراق سمع همه سيگنالهاي ارسالي مي‌بايست رمزگذاري گردند.

يك مزيت LAN باند باريك داراي مجوز، آن است كه برقراري ارتباط عاري از تداخل را تضمين مي‌نمايد. برخلاف طيف بدون مجوز همانند ISM، محدوده طيفي داراي مجوز، به دارنده آن حق قانوني استفاده انحصاري از يك كانال ارتباط داده‌اي بدون تداخل را مي‌دهد. كاربران يك شبكه LAN استفاده‌كننده از باند ISM در معرض خطر بروز تداخل الكترومغناطيسي مي‌باشند.

مزايا و معايب شبكه‌های RF:

سيستم‌هاي RF استفاده وسيعي در شيكه‌هاي LAN كنوني دارند:

عدم نياز به خط ديد مستقيم: امواج راديويي مي‌توانند به داخل ديوارها و ساير اجسام جامد نفوذ نمايند. بنابراين بين فرستنده و گيرنده نيازي به خط ديد مستقيم نيست.

هزينه پايين: فرستنده‌هاي راديويي از اويل قرن بيستم ظهور يافتند: پي از گذشت صدسال، اكنون فرستنده‌هاي راديويي با كيفيت بالايي را با هزينه نسبتاً پايين مي‌توان توليد نمود.

انعطاف‌پذيري: برخي از سيستم‌هاي RFLAN، به كامپيوترهاي laptop امكان مي‌دهند تا با استفاده از كارتهاي شبكه بي‌سيم در حال حركت با يكديگر و با شبكه LAN ميزبان ارتباط برقرار نمايند.

معايب شبكه‌هاي RF:
همانند ساير انواع شبكه‌هاي بي‌سيم، شبكه‌هاي RF نيز داراي معايب خاص خود هستند. برخي از اين معايب عبارتند از:

مستعد بودن در مقابل استراق سمع اطلاعات: از آنجائي كه سيستم‌هاي RF در همه جهتها پخش مي‌شوند، هركس مي‌تواند به آساني در مسير سيگنال قرار گرفته، آنرا دريافت نمايد. سيستمهاي RF از فرآيند رمزگذاري طيف گسترده استفاده مي‌كنند كمتر در معرض اين مشكل قرار دارند.

تداخل راديويي: همه تجهيزات مكانيكي مجهز به موتورهاي الكتريكي، سيگنالهاي RF سرگردان (پارازيت) را توليد مي‌كنند. موتورهاي بزرگتر، سيگنالهاي RF بزرگتري را توليد مي‌كنند. اين سيگنالهاي RF متفرقه ممكن است با سيگنال اصلي اطلاعات تداخل يافته كه در صورت بروز اين اتفاق، سيگنالهاي متفرقه را نويز RF مي‌نامند.

گستره محدود: سيستم‌هاي RF داراي پوشش جغرافيايي شبكه‌هاي ماهواره‌اي نيستند ( اگرچه آنها مي‌توانند نسبت به شبكه‌هاي مادون قرمز، محدوده وسيعتري را تحت پوشش قرار دهند). بواسطه گستره محدود آنها از اين گونه سيستمها عموماً در شبكه‌هاي برد كوتاه ( مثلاً از يك PC به يك هاب) مي‌توان استفاده نمود.

شبكه‌هاي طيف گسترده
امواج راديويي طيف گسترده از فركانسهاي راديويي براي ارسال اطلاعات استفاده مي‌كنند، اما به جای يك فركانس، بطور همزمان از چندين فركانس راديويي بهره‌گيري مي‌كند. دو تكنيك مدولاسيون براي اجراي اين فرآيند مورد استفاده قرار مي‌گيرد: مدولاسيون مستقيم فركانس و تكنيك جهش فرکانس.

مدولاسيون مستقيم فركانس، معمولترين روش مورد استفاده در اين سيستم‌هاست. در اين تكنيك، داده‌هاي اصلي به اجزاء فرعي بنام chip تقسيم گشته و سپس روي فركانسهاي جداگانه‌اي ارسال مي‌شود. بمنظور گمراه كردن استراق سمع‌كنندگان اطلاعات از سيگنالهاي كاذب و جعلي نيز مي‌توان بهره‌گيري نمود. فرستنده و گيرنده هدف هماهنگ گشته بطوري كه گيرنده مي‌داند كدام سيگنالها معتبر مي‌باشد. سپس گيرنده، چيپها را ايزوله نموده، آنها را مجدداً به يكديگر متصل و اطلاعات كاذب را بدور مي‌اندازد.

هركسي مي‌تواند در مسير سيگنال قرار گرفته و آنرا دريافت كند. اما شناسايي فركانسهاي صحيح، جمع‌آوري چيپ‌ها، آگاهي يافتن از چيپ‌هاي معتبر و استخراج پيام كار ساده‌اي نيست. بنابراين استراق‌سمع اطلاعات در اين سيستم‌ها بسيار مشكل مي‌باشد. در تكنيك frequency hopping ، فرستنده سريعاً چندين فركانس از پيش تعيين شده سوئيچ مي‌نمايد. بمنظور عملكرد صحيح اين سيستم، فرستنده و گيرنده مي‌بايست كاملاً با يكديگر همزمان گردند. بواسطه استفاده از چندين فركانس ارسال بطور همزمان، عرض باند كانال افزايش مي‌يابد.

فرستنده/ گيرنده‌هاي طيف گسترده داراي مشخصات زير هستند:

محدوده فركانسي: سيستم‌هاي طيف گسترده اصولاً در محدوده فركانسهاي بدون مجوز عمل مي‌نمايند. در ايالات متحده آمريكا، دستگاههاي ارتباطي داراي ۹۰۲ تا ۹۲۸ مگاهرتز داراي استفاده بيشتري بوده اما گيرنده‌هاي ۲.۴ گيگاهرتز نيز وجود دارند.

هزينه: اگرچه هزينه، وابسته به نوع تجهيزاتي است كه شما انتخاب مي‌كنيد. با اين وجود اين سيستمها نسبتاً ارزان مي‌باشند. ( در مقايسه با ساير رسانه‌هاي بي‌سيم).

نصب: با توجه به نوع تجهيزاتي كه مورد استفاده قرار مي‌گيرند، فرآيند نصب ممكن است ساده يا نسبتاً پيچيده باشند.

ظرفيت: عمومي‌ترين سيستم‌ها( سيستمهاي ۹۰۰ مگاهرتزي) داراي نرخ ارسال داده‌اي ۲ تا ۶ مگابيت بر ثانيه هستند، اما سيستم‌هايي كه در طيف گيگاهرتزي عمل مي‌نمايند. نرخ ارسال داده‌هاي بالاتري را ميسر مي‌سازند.

تضعيف: ميزان تضعيف وابسته به فركانس و توان سيگنال مي‌باشد. از آنجائي كه سيستم‌هاي ارسال طيف گسترده داراي توان پاييني هستند ( سيگنال ضعيف‌تر) بنابراين معمولاً در معرض تضعيف بالايي قرار دارند.

EMI: مصونيت در مقابل EMI در اينگونه سيستمها پايين بوده اما از آنجائي كه امواج طيف گسترده از فركانسهاي مختلفي استفاده مي‌نمايند، بروز تداخل در فركانسهاي مختلف سبب تخريب سيگنال مي‌گردد. ميزان آسيب‌پذيري در مقابل استراق‌سمع اطلاعات نيز پايين مي‌باشد.

در صنعت از مایکروویوها برای خشک کردن تخته‌های چندلایه، بهبود وضعیت رزین‌ها و پلاستیک و همچنین پختن چیپس سیب‌زمینی استفاده می‌کنند. اما شایع‌ترین محل استفاده از انرژی مایکروویو در اجاق‌های مایکروویو است. بر پایه دانش کنونی در مورد پرتوهای مایکروویو، اداره دارو و غذای آمریکا بیان می‌کند اجاق‌هایی که استاندارد این سازمان را داشته باشند و براساس راهنمایی و دستورالعمل‌های شرکت سازنده مورد استفاده قرار گیرند ایمن هستند.

نظامی:

هارپ (HAARP) سلاحی که تمامی سلاح های قرن بیستم را فلج می کند.حوادث طبيعی در طول ميلیون ها سال طبيعی بوده اند به غیر از ده های اخير که اين حوادث برخی طبيعی و برخی ديگر از طريق تکنولوژی های پيشرفته توليد و به جان و مال مردم لطمه ميزنند.اين حوادث ظاهراً طبيعی که غير طبيعی توليد ميشوند (مثل زلزله، طوفان ها، خشکسالی ها و سيل های بی شاخ و دم) را امروزه از طريق فرستادن ماکرو ویو (microwave) از ماهواره ها و پروژه هاي هارپ بوجود می آورند.

به گفته خود اعضای تیم پروژه هارپ، این پروژه در راستای کشف منابع معدنی و سوخت های فسیلی در اعماق زمین است .

 اگر امواج را به مواد ارسال کنیم، موج به آن ماده برخود میکند و به حالتی دیگر بازتابیده میشود.

مثلا فرض کنید اگر موجی را به نفت ارسال کنیم و از بازتاب آن، موجی به نام "الف" دریافت کنیم؛ موج "الف" به معنی نفت است.و حالا اگر امواج را به زمین ارسال کردیم و موج "الف" دریافت کردیم؛ این بدین معناست که در عمقی از زمین نفت وجود دارد .این عمل با دستگاهی به نام "راديو ترموگرافی" (Radio Thermography) انجام میشود. مشکل این دستگاه این است که نمیتواند اعماق زمین را مورد بررسی قرار دهد به همین علت بسیاری از منابع زیر زمینی مفید برای انسان با این دستگاه کشف نمیشود.

(در مورد هارپ مطلب زیاده حتما یه پست دیگه درموردش میذام)

اجاق‌های مایکرووی

مایکروویوهای داخل اجاق به وسیله لوله الکترون که مگنترون نام دارد، تولید می‌شوند. مایکروویوها در سطح فلزی داخل اجاق منعکس می‌شوند تا توسط غذا جذب شوند. مایکروویوها باعث می‌شوند مولکول‌های آب موجود در غذا به ارتعاش درآیند و گرما تولید و در نهایت باعث پخت غذا شود. به همین دلیل است که غذاهایی که آب زیادی دارند مانند سبزیجات تازه می‌توانند خیلی سریع‌تر از سایر غذاها پخته شوند. انرژی مایکروویو همینطور که توسط غذا جذب می‌شود میزان گرما را هم تغییر می‌دهد و غذا را رادیواکتیو یا آلوده نمی‌کند. با وجودی که گرما به‌طور مستقیم در غذا تولید می‌شود، اجاق‌های مایکروویو غذا را وارونه (از داخل به خارج) نمی‌پزند. هنگامی که حجم زیادی از غذا در حال پخته شدن است، ابتدا لایه‌های خارجی‌تر گرم و پخته می‌شوند در حالی که درون غذا اساسا از طریق انتقال حرارت از لایه‌های خارجی پخته می‌شوند. آشپزی با مایکروویو می‌تواند نسبت به آشپزی سنتی پرطرفدارتر باشد، زیرا غذاها سریع‌تر می‌پزند و انرژی فقط برای گرم کردن غذا به‌کار می‌رود، نه کل قسمت‌های اجاق. آشپزی با مایکروویو ارزش غذایی غذاها را در مقایسه با آشپزی سنتی کاهش نمی‌دهد. غذاهای پخته شده در اجاق مایکروویو ممکن است ویتامین و مواد معدنی بیشتری داشته باشند، زیرا اجاق‌های مایکروویو غذاها را با سرعت بیشتر و بدون افزودن آب می‌پزند.

اجاق‌های مایکروویو و سلامتی

بیشتر تحقیقات در مورد مایکروویوها و تأثیر آنها روی بدن انسان،‌ متمرکز است. موضوعی که شناخته شده، این است که امواج مایکروویو به همان طریقی که غذا را گرم می‌کنند، می‌توانند بافت بدن را نیز گرم کنند. مواجهه با سطوح بالایی از این امواج می‌تواند باعث سوختگی‌های دردناک شود. عدسی‌های چشم به‌طور ویژه‌ای به گرمای شدید حساس هستند و مواجهه با سطوح بالایی از امواج مایکروویو می‌تواند موجب کاتاراکت (آب مروارید) شود. اما این آسیب‌ها فقط در مواجهه با مقادیر خیلی زیاد امواج مایکروویو می‌تواند ایجاد شود که خیلی بالاتر از حداقل مقدار ۵ میلی واتی است که برای اجاق‌های مایکروویو در نظر گرفته شده است. شناخت ما در مورد اتفاقاتی که برای مردم در مواجهه با سطوح کم امواج مایکروویو می‌افتد، کم است. مطالعات کنترل شده طولانی مدت که تعداد زیادی از افراد را نیز شامل شود، برای ارزیابی اثر سطوح کم امواج مایکروویو روی انسان انجام نشده است. به علاوه وضعیت‌های آزمایشگاهی نمی‌توانند کاملا شبیه به وضعیت‌هایی باشند که مردم از اجاق‌های مایکروویو استفاده می‌کنند. با این حال این مطالعات به ما کمک می‌کند که اثرات ممکن این پرتوها را بهتر بفهمیم.

در دوره‌ای این نگرانی وجود داشت که نشت امواج (خروج امواج از دستگاه) می‌تواند در کار دستگاه‌های تولید ضربان اختلال ایجاد کند. نگرانی‌هایی هم در مورد سیستم‌های خودکار احتراق و دیگر محصولات الکترونیکی به‌وجودآمد. در حال حاضر این مشکل برطرف شده است زیرا دستگاه‌های جدید دارای سپر حفاظتی در برابر اختلال‌های الکتریکی هستند. با این حال بیمارانی که از این دستگاه‌ها استفاده می‌کنند اگر نگرانی خاصی دارند می‌توانند با پزشک خودشان مشورت کنند.

 نکاتی برای استفاده ایمن از اجاق مایکروویو

به دستورالعمل‌ها و راهنمایی‌های کارخانه سازنده بر اساس مدل مایکروویو توجه داشته باشید.
▪ اگر در اجاق مایکروویو کاملا بسته نمی‌شود یا آسیب‌های دیگری وجود دارد از آن استفاده نکنید.
▪ به عنوان یک احتیاط اضافی در حالی اجاق مایکروویو در حال کارکردن است به‌طور مستقیم برای مدت زمان طولانی روبه‌روی آن قرار نگیرید و به بچه‌ها نیز اجازه چنین کاری را ندهید.
▪ آب یا دیگر مایعات را برای مدت زمان زیاد نباید در مایکروویو داغ کرد.
▪ برخی اجاق‌های مایکروویو را نباید در حالی که خالی هستند استفاده کرد. در این مورد به دستورالعمل‌های شرکت سازنده توجه کنید.


3)فروسرخ یا مادون قرمز Infrared:

تابش فروسرخ یا به عبارتی «اشعهٔ مادون قرمز» در علم فیزیک به قسمی از طیف امواج الکترومغناطیسی گفته می‌شود که طول موج آن‌ها بلند تر از دامنهٔ نور مرئی و کوتاه تر از دامنهٔ امواج رادیویی باشند.

 (UTC)== امواج فروسرخ یا infrared == امواج فروسرخ نوعی از امواج الکترومغناطیسی هستند که بعد از برخورد با جسم موجب گرم شدن آن می‌شود. این امواج دسته‌ای از پرتوهای نامرئی خورشید هستند. به همین سبب وقتی در مقابل نور خورشید قرار می‌گیریم احساس گرما می‌کنیم. این امواج دارای طول موج بیش تر از امواج مرئی و بسامد(فرکانس) کمتر از آن‌ها هستند. به همین دلیل در نمودار طیف الکترومغناطیس یا electromagnetic بعد از امواج مرئی (قابل مشاهده) قرار دارد. این امواج در نمودار بعد از رنگ قرمز در امواج مرئی که کم‌ترین شکست را نسبت به بقیهٔ رنگ‌ها دارد قرار می‌گیرد. به همین سبب به آن‌ها امواج فروسرخ یا مادون قرمز می‌گویند.

کاربردها:

1- در تلفن همراه:

قابلیت تبادل اطلاعات از راه بیسیم به وسیلهٔ پرتوی نامرئی فروسرخ (INFRARED). شما می‌توانید به وسیلهٔ این قابلیت اطلاعاتی مانند عکس، فیلم‌و یا دیگر موارد را به گوشی‌های تلفن همراه دیگر و یا رایانهٔ خود ارسال نمایید. البته باید توجه داشته باشید سرعت انتقال اطلاعات با فروسرخ بسیار پایین است و برای انتقال فایل‌ها با حجم بالا از نظر زمانی مناسب نیست.

2- فیزیوتراپی:

در فیزیوتراپی جهت درمان بسیاری از بیماریها و کنترل درد از سیستم IR استفاده می‌گردد.

3- طیف بینی فروسرخ:

این نوع طیف بینی در مطالعه ترکیبات شیمیایی، بررسی سطوح و اندازه گیری کمی و ... کاربرد دارد.

4- ایزارهای دید در شب:

این ابزارها بر اساس سنجش تابش فروسرخ که از حوزه دید انسان پنهان است طراحی شده است. عینک های دید در شب: کاری که عینک های دید در شب انجام میدهند این است که نور ضعیف محیط را که عملا برای چشم غیر قابل مسلح قابل رویت نیست تقویت نموده و پس از تبدیل به طیف قابل رویت ان را در یک صفحه دو بعدی در مقابل هریک از چشمان خلبان قرار میدهد در هر یک از لوله های عینک فوتونهای منعکس شده از یک شی از اپتیکهایی عبور میکنند اپتیکها تصویر ان شی را در قسمت پیشین یک فتو کاتد ارسنیوری گالیمی متمرکز میسازند این فتو کاتد الکترونهارا به نسبت میزان فوتو نهایی که از طرف ان شی به قسمت پیشین ان میایند به طرف بیرون پرتاب میکنند این فرایند توسط دو عدد باطری ای ای که در کلاه خلبان تعبیه شده با ایجاد یک حوزه مغناطیسی تشدید میگردد. الکترون های ازاد شده از داخل یک صفحه ریز کانالی (ریز مجرایی)که خود به شکل یک نان بستنی دایره ای شکل نازک به اندازه یک سکه ربع دلاری بوده و دارای 10میلیون لوله شیشه ای نازک میباشد کمانه میکنند این لوله های شیشه ای نازک 8درجه نسبت به الکترونهایی که به طرف انها میایند انحراف دارند و داخل انها از ماده ای پوشانده شده که با هر بار کمانه کردن الکترونهای بیشتری را ازاد کرده و سیگنالهای ور.دی را هزاران برابر تشدید میکند این الکترون های افشان یک صفحه فسفری را در عدسی چشمی عینک(دوربین)روشن میکنند و تصویر ان شی را در فاصله یک اینچی چشم خلبان اشکار میسازند تصویری که به این طریق از صفحه بیرون در مقابل چشمان خلبان قرار میگیرد دارای زمینه سبز رنگ میباشد.


4)طیف مرئی یا نور مرئی Visible Light:

طیف مرئی (به انگلیسی: visible spectrum) نام بخشی از طیف الکترمغناطیسی است که با چشم انسان قابل رویت و تشخیص است. طول موج طیف مرئی بین ۳۸۰ تا ۷۵۰ نانومتر و بسامد آن‌ها بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ تراهرتز است.


5)فرابنفش یا ماوراء بنفش Ultraviolet:

تابش فرابنفش (UV) دامنه موجی است در گستره امواج الکترومغناطیسی با دامنه طول موجی کوتاه تر از نور مرئی، ولی بلند تر از پرتو X.

این تابش را می‌توان بر حسب میزان نفوذ، به زیر گروه‌های زیر تقسیم بندی کرد:

NUV-نزدیک فرابنفش با طول موج 400-200 nm(ظاهراً کم خطر برای سلامتی محیط زیست)

VUV- VACUUM UV (دارای ریسک بالاترولی خطرناک )

XUV or EUV یا XUV1-31nm )ٍExtreme UV) (بسیار مضر و مخرب برای سلامتی محیط زیست )
nm نانو متربرابر با یک ملیاردیم متر

نحوه کشف تابش:

تابش فرابنفش بگونه‌ای کاملاً اتفاقی با مشاهده تغییر رنگ و تیرگی املاح نقره در مقابل نور مستقم آفتاب کشف گردید. در سال 1801 دانشمند آلمانی، یوهان ویلهلم رییتر بر اثر مشاهداتش توجه نمود که تابش‌های فرابنفش، که نامرئی هستند، عامل اساسی در تیرگی صفحات کاغذ آغشته به کلرید نقره می‌باشند. او در آن زمان این پدیده را "پرتوهای شیمیایی" نامید.

توزیع تابش هنگامی که بحث از تأثیر این تابش غیر مرئی بر سلامت انسان و محیط زیست وی است، بایستی این تابش را به زیر شاخه‌های زیر تکه کرد: UVA (400-300nm(ظاهراً کم خطر)

UVB (320-280nm (خطرناک )

UVC ( < 280 nm (بسیار مخرب)

نکات دانستنی:

برخی دامنه‌ها از تابش‌های فرا بنفش، اصطلاحاً به "نور سیاه" یا Black Light معروفند، به همان دلیل که مرئی نیستند ولی بدون باقی گذاردن هیچگونه اثر حرارتی یا سوختگی،( از آن نوعی که آفتاب سوختگی معمولی باعث آن است، مانند سرخ شدن یا تاول پوست و پوسته پوسته شدن آن)، قادرند تا اعماق زیادی در بافت‌ها نفوذ کرده و از پیری زودرس پوست، تخریب ساختار DNA سلول‌ها و احتمالاً در حالات پیشرفته، تا سرطانی کردن آنان پیش بروند.

ذیل این مقاله شرح داده خواهد شد که عامل چنین تخریبی می‌تواند بیشتر ازناحیه دامنه‌های ضعیف تابش فرابنفش باشد تا بخش‌های قوی تر و با نفوذ بالا.
برخی از جانداران از جمله پرندگان، خزندگان، حشرات، از جمله زنبورها قادر به دیدن امواج مرئی نزدیک به تابش UV هستند.
بسیاری از گیاهان، میوه ها، گل ها، بذرها، .... قدرت مقاومت فوق العاده‌ای نسبت به قدرت انسان در مقابل این تابش نشان می‌دهند.
عقرب‌ها زیر پرتو UV به رنگهای سبز یا زرد می درخشند.
معدودی از پرندگان نقوشی بر پر دارند که تنها تحت تابش UV قابل مشاهده خواهند بود.
ادرار بعضی از حیوانات گوشتخوار از جمله "گربه" حتی در تاریکی مطلق نیز تحت تابش طول موج خاصی از UV قابل دیدن است.

منبع طبیعی UV:

خورشید ساطع کننده پرتو فرابنفش در هر سه باند UVA,UVBو UVC به مقدار فراوان است ولی به سبب ویژگی جذب UV در لایه اوزون اتمسفر، 99% تابش فرابنفشی که به زمین می‌رسد از نوع باند (کمتر مضر)UVA است.

شیشه پنجره معمولی نسبت به دامنه ظاهراً کم نفوذ (UVA(300-400nm شفاف بوده ومقاومت چندانی درمقابل آن نشان نمی‌دهد اما نسبت به عبور طول موج‌های پایین تر از 350nm حساس است به اندازه‌ای که 90% تابش‌های UV کوتاه تر از 300nm را از خود عبور نمی‌دهد.

حالت خلاءیا Vacuum UV:

هوای معمولی در مقابل طول موج‌های 200nm وپایین تر از آن به صورت شیشه‌ای مات عمل کرده وآنها را از خود عبور نمی‌دهد. علت این امر به لطف قابلیت بسیار بالای جذب تابش فرابنفش موج کوتاه توسط "اکسیژن" جو امکان پذیر شده است، در حالی که مثلاً عنصری مانند نیتروژن کاملاً برعکس، در برابر UV مانند شیشه‌ای شفاف عمل می‌کند. در مجموع می‌توان گفت که هوا یا جو نسبت به عبور تابش امواج خیلی کوتاه و مضر فرابنفش، بسیار سختگیرانه عمل می نماید. همین واکنش است که کره خاکی را برای انسان‌ها و بسیاری از جانداران قابل سکونت ساخته است. و باز به همین دلیل، در صنایعی که نیاز به استفاده از تابش فرابنفش موج کوتاه زیر 200nm باشد (مانند صنایع ساخت نیمه رسانا ها)، این عملکرد تنها در محیط‌های تخلیه شده از اکسیژن امکان پذیر خواهد بود.

اطراف یا EXTREME UV:

مشخصه این دامنه بسیار موج کوتاه تابش فرابنفش، دو تأثیر متفاوت آنها با ماده است: طول موج‌های بلندتر از 30nm اساساً با ویژگی‌ها و توان ترکیبی مواد در سطح الکترونی–شیمیایی سروکار دارند در حالی که طول موج‌های کوتاه تر از 30nm تابش فرابنفش تنها تعاملی دارند با اوربیتال‌های الکترونی وهسته اتم ها.

همانگونه که قبلاً نیز اشاره شد، باند XUV به شدت توسط بسیاری ار عناصر شناخته شده متعارف قابل جذب اند، بنابراین فاقد اثر پایدارند، اما امروزه این امکان بوجود آمده که حتا بتوان تصاویر چند لایه‌ای که قادر به بازتاب حدود 50% از تابش‌های XUV باشند را در شرایط آسان و عادی بدست آورد.

از تکنولوژی اخیر در ساختن تلسکوپهایی جهت تصویرپردازی خورشیدی که قبلا امکان ثبت آنها با هیچ تلسکوپ دیگری وجود نداشت، استفاده می‌شود.. اکنون دو پدیده تلسکوبیک SOHO/EIT و همچنین TRACE توانسته اند به برکت بکارگیری از تکنولوژی Extreme UV، تصاویر خیره کننده‌ای از خورشید و سایر سیارات و ستارگان و کهکشان‌های دور و نزدیک در دسترس آدمی قرار بدهند.

تأثیرات مثبت تابش فرابنفش:

از جمله اثرات مثبت قرار گرفتن در معرض تابش باند UVB، تحریک پوست جهت تولید "ویتامین D" است. تخمین زده می‌شود که علت مرگ ناخواسته سالانه ده‌ها هزار شهروند آمریکایی؛ تنها به دلیل سرطان‌های ناشی از کمبود واختلال درجذب ویتامین D بوده است. دیگر تأثیر اختلال در جذب ویتامین D، پوکی استخوان و سایر عوارض متأثراز اختلال مغز استخوان که منجر به درد، عدم تحمل وزن شخص توسط خود، و نهایتاً ایجاد ترک و شکستگی‌های نا خواسته به ویژه در خانم‌ها خواهد بود. البته امروزه در برخی کشورها تاکید بسیاری بر غنی سازی مواد خوراکی با افزودن رژیم‌های ویتامین D و کلسیم می‌گردد که در مقایسه با اثرات محتمل سوء UVB بر پوست بدن انسان (سرطان)، بسیار پسندیده و مرجح می‌باشند.

موارد حفاظتی:

اصل کلی : در مورد انسان، حضور طولانی در مقابل تابش فرابنفش، می‌تواند احتمال ابتلاء به آسیب‌های حاد و مزمن پوستی، بینایی و حتی تخریب کل سیستم ایمنی بدن را به دنبال داشته باشد.
فوتون‌های تابش فرابنفش به خصوص در باند UVB، به هر نوع مولکول DNA متعلق به ارگان‌های زنده، به اشکال گوناگون حمله ور می‌شوند.


در شایع‌ترین حالت، حمله علیه نزدیک‌ترین ترکیب "باز تیمین یا Thymine Bases" در حلقه DNA اتفاق می افتد. در این حالت "بازهای تیمین یا Thymine Bases" همپایه، به عوض نگهداری
تعادل پله‌ای DNA" یا به عبارتی "LADDER BASE BOND"، به همپایه خویش پیوسته و باعث بوجود آمدن نوعی DNA "معیوب" می‌گردند.

دراین صورت زنجیره DNA با از دست دادن کد رمزی اصلی خود، به نوعی کد با رمز دیگری تبدیل و معنای اولیه ساختار هسته سلولی خود را از دست داده که عملاً حاصل، سلولی با عملکرد غیر مشخص ویا تخریب شده سرطانی است.
همه پرتوهای UVA,UVB ویا UVC قادرند که از عمر سلول‌های اساسی بدن از جمله بافت‌های فیبروزی پروتئینی موجود در بدن از جمله پوست، استخوان، غضروف و هرگونه بافت پیوندی بکاهند.

قابلیت خود حفاظتی طبیعی بدن

جهت حفاظت از اثرات مخرب تابش UV، بدن انسان گاهی (با توجه به نوع پوست و نژاد)، از خود نوعی رنگدانه( پیگمنت) قهوه‌ای رنگ بنام ملانین Melanin آزاد می‌کند که این عمل با جلوگیری از نفوذ تابش به نسوج عمقی می‌تواند سودمند باشد. در غیر اینصورت، می‌توان از محصولات جلوگیری کننده از نفوذ تابش UV به بدن مانند لوسیون‌های ضدآفتاب یا suntan lotions که بیشتر به نام Sun blocks معروفند، استفاده شود.

امروزه بعضی از محصولات به اصطلاح Sunscreen دارای ترکیباتی از قبیل دی اکسید تیتانیوم TiO2 و اکسید دوزنگ یا Zinc Oxide و آووبنزونAvobenzone می‌باشند که کمک بزرگی جهت حمایت بدن درمقابل انواع تابش فرابنفش هستند.

- اکثر کرم‌های ضد آفتاب با اعلام درجه اندازه گیری مقاومت خویش بر اساس معیار SPF، ظاهراً تنها قادر به محافظت پوست از باند UVB هستند که همین نکته می‌تواند شما را به اشتباه بیندازد زیرا دگرباره لازم به تکرار است که که باند UVA که توسط این گونه لوسیون‌ها پوشش داده نمی‌شوند، به علت قدرت نفوذ بسیار بالا در نسوج بدن، عامل اصلی و اولیه سرطان پوست در انسان شناخته شده اند !!

- طبق استاندارد UPF، نوع پوشش یا لباس هم درزمینه قدرت جلوگیری از تابش‌های باند UVA و UVB موثر بوده و بر حسب توان مقاومتشان، دسته بندی می‌شوند، پس نوع لباس پوشیدن ما هم در حمایت از نسوج بدن در مقابل UV قابل توجه و اهمیت است.

حفاظت از چشم:

تابش UVB قدرت بالا برای چشمان بسیارمخرب ومی تواند باعث آب مروارید Cataract و اختلال مزمن قرنیهPterygium یا کوری موقت و دائم گردد. پوشش حفاظتی چشمان برای کسانی که به مدت طولانی در معرض تابش UV وبخصوص ازنوع طول موج کوتاه آن قویاً توصیه می‌گردد، مثلاً کوهنوردان و اسکی بازان که به جهت اقامت‌های طولانی در ارتفاعات بالا، عملاً با رقیق شدن هوا، عامل اصلی مقاومت در مقابل تابش فرابنفش را ازدست می‌دهند.

گر چه عینک‌های آفتابی معمولی به میزان کمی در مقابل تابش UV مقاومند، اما توصیه می‌گردد که حتی المقدور از لنزهای پلاستیکی (ترجیحاً از جنس پلی کربنات Polycarbonate ) بجای لنزهای شیشه‌ای استفاده گردد زیرا همانگونه که اشاره شد، شیشه معمولی در مقابل UVA فاقد مقاومت بوده و آن را به راحتی از خود عبور می‌دهد. عینک‌ها باید قادر باشند از ورود تابش‌های UV از کناره‌ها و بالا و پایین آن نیز جلوگیری کنند.

اثرات شیمیایی UV بر سایر مواد
تنزل کیفی مواد پلیمری،

رنگدانه‌ها، رنگهای نساجی وصنعتی Degradation of Polymers, Pigments and Dyes

اکثر مواد پلیمری صنعتی یا موارد مصرفی، به توسط تخریب انواع تابش‌های فرابنفش و به علت تنزل کیفی، نیاز به پایدار کننده‌هایی جهت کند کردن روند حمله به ساختار خود دارند.

کاربردهای تابش فرابنفش:

نورهای سیاه

نور سیاه به لامپی اطلاق می‌گردد که قادر است با تابش امواج بلند فرابنفش که به صورت مرئی به سختی دیده می‌شوند، با نوعی تابش شبه فلور سنتی، به‌عنوان یک علامت ضد تقلب، بر روی اسنادی حساس به طول موجی خاص، چون کارتهای اعتباری، گذرنامه و گواهینامه رانندگی و غیره بکار گرفته شود.



امروزه گذرنامه‌ها و اسکناس‌های اغلب کشورها، آغشته به مرکب‌های حساس به UV وایضاً مجهز به نوارهای امنیتی اندUV sensitive threads .


لامپ‌های فلورسنت

لامپ‌های فلور سنت قادرند که با یونیزه نمودن بخار جیوه، تابش فرابنفش تولید کنند. لایه‌ای فسفری در داخل تیوپ همراه با جذب تابش فرا بنفش است که آنرا تبدیل به نور مرئی می نماید.


ستاره شناسی

در دانش ستاره‌شناسی اجرام بسیار حجیم، قاعدتا قادر به صدور تابش عظیمی از امواج فرابنفش به اطرافند. همچنانکه ذکر گردید، لایه اوزون بخش قابل توجهی از این نوع امواج که می بایستی توسط تلسکوپ‌های مستقر روی زمین دریافت گردند، جذب خواهد کرد. بنابراین هر مشاهده‌ای در این زمینه باید خارج ازجو کره زمین محقق شود.


کنترل حشرات Pest Control

تله‌های فرا بنفش جهت از بین بردن حشرات پرنده ریز جثه که شبانه میل به نزدیکی تابش UV دارند.


فیزیوتراپی

به دلیل خاصیت ضد عفونی کننده و همچنین تحریک زایش پوستی بعضی از انواع ماورای بنفش(UV)در فیزیوتراپی جهت درمان بیماران استفاده می‌شود.

این نوع امواج در دو دست کلی لامپ‌های سرد و لامپ‌های گرم تقسیم می‌گردند.

عفونت‌های پوستی، جوانسازی پوست، زخم‌های بستر، پسوریازیس و بسیاری از بیماریهای دیگر در این سیستم درمانی قرار می‌گیرند.

در بعضی از موارد جهت تسریع در رسوب کلسیم در استخوانها از این سیستم استفاده می‌گردد.

درکل از پرتو فرابنفش برای ضد عفونی آب، موادخوراکی، تجهیزات پزشکی و لوازم صنعتی و غیره می‌توان استفاده نمود.


6)پرتوی ایکس یا اشعه ایکس X-rays:

پرتو ایکس یا اشعه ایکس (اشعه رونتگن) نوعی از امواج الکترومغناطیس با طول موج حدود ۱۰ تا ۲-۱۰ آنگستروم است که در بلورشناسی و عکسبرداری از اعضای داخلی بدن و عکسبرداری از درون اشیای جامد و به عنوان یکی از روش‌های تست غیرمخرب در تشخیص نقص‌های موجود در اشیای ساخته شده (مثلاً در لوله‌هاو...) کاربرد دارد.

تاریخچه:

پرتو ایکس در سال ۱۸۹۵ توسط ویلهلم کنراد رونتگن (رنتگن)، فیزیکدان آلمانی کشف شد و به دلیل ناشناخته بودن ماهیت آن، پرتو ایکس نامیده شد. یعنی با قرار دادن آن در میدان‌های مغناطیس و الکتریکی به هیچ وجه منحرف نمی شود. این اشعه قدرت نفوذ بسیاری دارد و تقریبا از هر چیزی به جز استخوان و فلز می گذرد. اولین عکس پرتو ایکس از دست همسر رونتگن گرفته شد که انگشتر او به خوبی در عکس مشخص است . این گمان که پرتوهای ایکس، امواج الکترومغناطیس با طول موج بسیار کوتاه هستند، به کمک یک آزمایش پراش دوگانه که در سال ۱۹۰۶ توسط سی.گ.بارکلا انجام گرفت، تائید شد.

اثبات قطعی ماهیت موجی پرتو ایکس در سال ۱۹۱۲ به وسیلهٔ فون لاوه ارائه شد.

انواع پرتو ایکس:

پرتو ایکس تکفام (تک رنگ): پرتو ایکسی که فقط دارای یک طول موج خاص است را پرتو ایکس تکفام می‌نامند.
پرتو ایکس سفید (پیوسته): پرتو ایکسی که تکفام نبوده و دارای طول موج‌هایی در بازهٔ λ1 تا λ2 است.

روش‌ تولید:

در هنگام برخورد الکترونهای با سرعت بالا به فلزات، الکترون‌های لایه‌های پایین‌تر به لایه‌های بالاتر منتقل شده (اتم‌ها برانگیخته می‌شوند) و در هنگام برگشت الکترون‌ها به حالت پایه انرژی مازاد را به صورت پرتو ایکس گسیل می‌کنند. بنابراین هر لامپ تولید پرتو ایکس باید شامل:
منبع الکترون
میدان شتاب‌دهنده به الکترونها
هدف فلزی

باشد. به علاوه از آنجایی که قسمت عمدهٔ انرژی جنبشی الکترونها هنگام برخورد به فلز هدف، به حرارت تبدیل می‌شود، معمولاً فلز هدف را با آب خنک می‌کنند تا ذوب نشود.

لامپ‌های گازی
این لامپ‌ها همانند لامپ پرتو ایکس اولیه‌ای هستند که رونتگن ساخته بود و امروزه چندان کاربردی ندارند. در این لامپ‌ها الکترون از یونش مقدار اندکی گاز موجود در لامپ تقریباً تخلیه شده به وجود می‌آید.

ایمنی:

پرتو ایکس برای انسان بسیار خطرناک است و می‌تواند آسیب‌های زیستی قابل توجهی را پدید آورد. این آسیب‌ها در انسان شامل سوختگی، بیماری ناشی از دریافت تابش بیش از حد و اثرات ژنتیکی می‌باشند.


7)پرتو گاما یا اشعه گاما Gamma rays:

اشعه گاما چیست ؟

از تابشهای الکترو مغناطیسی و از جنس نور و اشعه ایکس هستند. این اشعه طول موجهایی کوتاهتر از طول موج نور و اشعه ایکس دارد و بر سلول های بینایی اثر مخرب میگذارد. اشعه گاما مانند تابشهای دیگر الکترو مغناطیسی با سرعت نفوذ منتشر میشوند . توانایی نفوذ این اشعه خیلی بیشتر از توانایی نفوذ اشعه بتا و اشعه آلفاست. اشعه گاما به هنگام فروپاشی هسته عناصر رادیو اکتیو به وجود می آید.. هسته رادیو اکتیو وقتی اشعه گاما تابش کند مقداری از انرژی خود را از دست میدهد ولی در ساختمان آن تغییری به وجود نمی آید. هر چه هسته رادیو اکتیو اشعه گاما با طول موج کمتر تابش کند انرزی تابشی آن بیشتر و توانایی نفوذ آن زیادتر میشود. مثلا اگر هسته ای ۵ میلیون الکترون ولت از دست بدهد، توانایی نفوذ اشعه آن به قدری زیاد است که از ورقه اهن به ضخامت ۲/۵ سانتیمتر، آبی به عمق ۲۳ سانتیمتر یا ورقه ای از سرب به قطر ۱۳ میلیمتر میتواند تنها جلو عبور نصف آن را بگیرد. به این ترتیب سرب بهترین وسیله برای جلوگیری از اشعه گاماست.

اشعه گاما اشعه هنگام عبور از مواد با اتمهای آن برخود میکند و گاه بر اثر این برخوردها ممکن است الکترونها از اتمهای این مواد جدا شوند و یون تولید کنند. این فرایند را یونیزاسیون ( یونش ) گویند.

نکته3: یونش فرآیند فیزیکی تبدیل اتم‌ها یا مولکول‌ها به یون به‌وسیله‏ء افزودن یا کاستن ذرات باردار از قبیل الکترون و یا سایر یون‌ها می‌باشد.

گاما و سلامت:

اشعه گاما هنگامی که از بدن بگذرد، در بافتها یونش میکنند. اشعه گاما اگر بیش از اندازه به بدن بتابد، ممکن است به سلول های بدن اسیب برساند. همیشه اشعه گاما از طریق آبی که می آشامیم یا هوایی که تنفس میکنیم، به ما می رسد اما چون مقدار آن بسیار ناچیز است، خطری برای ما ندارد.

گاما در پزشکی و صنعت:

با اینکه اشعه گاما به میزان زیاد ممکن است برای بدن خطر ناک باشد، ولی گاه فایده بسیار دارد. از این اشعه میتوان برای درمان برخی بیماریهای سرطانی و نارحتیهای پوستی استفاده کرد. درمان به وسیله اشعه گاما را رادیوتراپی می نامند. در صنعت نیز از اشعه گاما که از رادیم و کبالت رادیو اکتیو با قدرت زیاد تابش میشوند، برای پیدا کردن حفره های ریز و شکستگیهای قطعات فلزی استفاده میکنند. دانشمندان اشعه گاما را برای نگهداری مواد غذایی و جوش دادن لاستیک نیز به کار برده اند.

منبع:

http://fa.wikipedia.org


امیدوارم مطالب کامل خوب بوده باشه

[ جمعه 28 مرداد1390 ] [ 10:13 بعد از ظهر ] [ سیروس علیزاده ]
درباره وبلاگ

سيروس عليزاده
دانشجوي رشته ICT
امکانات وب