ما حجم الطول الموجي لموجات الراديو إف إم؟

تبث محطات الراديو إف إم على موجات راديو يبلغ طولها نحو 3 أمتار. وهذا الطول هو الطول الموجي للموجة، أي المسافة من إحدى قممها إلى القمة المجاورة. وتعني إف إم تضمين التردد، وهي الطريقة التي تحمل بها هذه الموجات الصوت.

الطول الموجي

موجات الراديو موجات كهرمغناطيسية، وهي من النوع نفسه الذي تكون عليه موجات الضوء، وتولّدها محطات الراديو بتيارات كهربائية في الأسلاك والدارات. وتردد الموجة هو عدد القمم التي تمر بنقطة ما كل ثانية، ويُقاس بالهرتز. وتنتقل جميع موجات الراديو بسرعة الضوء، أي نحو 300,000 كيلومتر في الثانية، لذلك فإن طول الموجة يساوي هذه السرعة مقسومة على ترددها. وكلما ارتفع التردد قصرت الموجة.

في الولايات المتحدة، تخصص القواعد الاتحادية النطاق من 88 إلى 108 ميغاهرتز للبث بتضمين التردد، وهو مقسم إلى 100 قناة. والميغاهرتز الواحد يساوي مليون قمة في الثانية. ويذكر الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)، الذي ينسق استخدام الراديو في العالم، حدودًا تختلف قليلًا بين أجزاء العالم: يبدأ نطاق إف إم عند 87 أو 87.5 أو 88 ميغاهرتز وينتهي عند 108 ميغاهرتز.

تعطي هذه الترددات أطوالًا موجية من 2.78 إلى 3.45 متر، وتبث محطة تعمل عند 100 ميغاهرتز موجات طولها 3.00 متر. ويسمي الاتحاد الدولي للاتصالات جميع الترددات من 30 إلى 300 ميغاهرتز، التي تتراوح أطوالها الموجية بين 1 و10 أمتار، «الموجات المترية»، أو التردد العالي جدًا (VHF). ويقع راديو إف إم ضمن هذا النطاق، وكذلك بعض قنوات التلفزيون.

مقارنات الحجم

طول موجة إف إم البالغ 3 أمتار يعادل نحو 1.8 مرة طول شخص طوله 1.7 متر.
تبث محطة في منتصف النطاق، عند 98 ميغاهرتز، موجات طولها 3.06 متر. وهذا يكاد يساوي تمامًا ارتفاع حلقة كرة السلة، البالغ 3.05 متر فوق الأرضية.
يبلغ طول موجات راديو إيه إم في الولايات المتحدة من 176 إلى 560 مترًا، أي نحو 60 إلى 190 ضعفًا من طول موجات إف إم.
يبلغ طول موجة إف إم نحو 300 ضعف طول الميكروويف البالغ 1 سنتيمتر والمعروض في المستكشف.

كيف تحمل إف إم الصوت

ترسل محطة الراديو موجة حاملة عند تردد خاص بها، مثل 105.1 ميغاهرتز. ولكي تحمل الصوت، تغيّر المحطة هذه الموجة. ففي إيه إم، وهي اختصار تضمين السعة، يغيّر الصوت قوة الموجة. أما في إف إم فيحرّك الصوت تردد الموجة صعودًا وهبوطًا، بينما تبقى قوتها ثابتة.

هذه الإزاحات صغيرة. ففي الولايات المتحدة وأوروبا الغربية، يمكن أن يتحرك التردد بما لا يزيد على 75 كيلوهرتز، أي 75,000 قمة في الثانية، في كل اتجاه. ويعيد المستقبِل المضبوط على المحطة تحويل هذه الإزاحات إلى صوت.

تتأثر إف إم بالضوضاء الكهربائية أقل مما تتأثر بها إيه إم. فالضوضاء الكهربائية تضيف إلى قوة الموجة لا إلى ترددها. ويلتقط مستقبل إيه إم هذه الضوضاء جزءًا من الصوت، أما مستقبل إف إم فيمكنه تجاهل تغيرات القوة والإصغاء إلى تغيرات التردد وحدها.

الهوائيات والمدى

الطول الأكثر كفاءة للهوائي المستقيم هو نصف الطول الموجي. وبالنسبة إلى موجات إف إم البالغ طولها 3 أمتار، يكون ذلك نحو 1.5 متر. أما موجات إيه إم فيبلغ طولها مئات الأمتار، لذا يتطلب بثها بكفاءة هوائيات كبيرة جدًا.

يؤثر الطول الموجي أيضًا في المدى الذي تبلغه الإشارة. فموجات إيه إم الطويلة يمكنها أن تنحني فوق العوائق الكبيرة وحولها، مثل المباني والتلال. أما إشارات إف إم فيكون استقبالها أفضل على خط رؤية مباشر خالٍ من العوائق، ولذلك توضع هوائيات إف إم في مكان مرتفع، وكثيرًا ما تكون على أبراج عالية جدًا.