أستقبال موجات اللاسلكي (أو الراديو)

صممت أجهزة التليفزيون والراديو بحيث تكون أجهزة حساسة لالتقاط الموجات الكهرومغناطيسية في مدى الموجات اللاسلكية ــ موجات الراديو ــ وعلى الرغم من أننا لن نناقض تركيب هذه الأجهزة بالتفصيل إلا أننا سنتعرف على الكيفية التي تلتقط بها الموجات اللاسلكية وتتناغم معها.

والموجة الكهرومغناطيسية يمكن الكشف عنها والتقاطها  إما بواسطة جزئها الكهربي او المغناطيسي. ولكي نلتقط الجزء الخاص بالمجال الكهربي فلا نحتاج سوى لقطعة طويلة من السلك (تسمى هوائي الاستقبال) في مسار تلك الموجات وإذا رجعنا إلى الشكل (1 أ) فسنرى أن المجال الكهربي يجعل الشحنات تهتز في الهوائي. وعندما يكون E_y موجباً، فإن قمة الهوائي تكون موجبة . ثم تنعكس قطبية الهوائي في اللحظة التالية مباشرة، عندما ينعكس اتجاه متجه المجال الكهربي في الموجة. ويجعل هذا التأثير المتكرر الشحنة تسرى إلى أعلى وإلى أسفل الهوائي بصورة تعتمد جيبياً على الزمن. وخلال هذه العملية، يستحث التيار المتغير جهداً مهتزاً في دائرة RLC مرتبطة بالهوائي بواسطة محاثة متبادلة. فإذا ضبطت الدائرة RLC بشكل صحيح فإن الدائرة ترن مع تردد موجة الراديو القادمة إليها.

إن لكل محطة إذاعة أو تليفزيون الترد المخصص لها، حيث تقوم ببث الموجات عند ذلك التردد فقط. وبما أن الموجات القادمة من العديد من المحطات تسقط في نفس الوقت على الهوائي، فإنه لابد من وجود وسيلة تستخدم لالتقاط الموجة الصادرة من المحطة المطلوبة فقط. وإذا رجعت إلى الشكل 1)) لوجدت أن المكثف قد رسم سهم خلاله مشيراً بذلك إلى أن هذا المكثف متغير السعة وعلينا تذكر ان دائرة LRC المتصلة

الشكل 1)): يمثل الشكل طريقين لاكتشاف موجات الراديو: (أ) اكتشاف الموجة الكهربية،(ب) اكتشاف الموجة المغناطيسية

على التوالي تتميز بوجود تردد رنيني f_r يعتمد على كل من L و C:  وعند تغيير C فإن التردد الذي يحدث عنده الرنين يتغير. وتسمى عملية تغيير C ضبط أو موالفة الدائرة. فإذا تصادف أن f_r الخاصة بالدائرة تتطابق مع تردد الموجة القادمة فإن تياراً متردداً ذا قيمة قصوى i سيحدث في الدائرة، متسبباً بهذا في جهد متردد ضخم iR عبر المقاوم R. ويصبح هذا الجهد المترد هو الإشارة الداخلة إلى جهاز استقبال الراديو حيث يتم تكبيره بواسطة مراحل اخرى داخل جهاز الاستقبال. وعندما يكون الرنين " حاداً " ( أي ان تيار الرنين يتميز بقمة ضيقة جداً في العلاقة بين التيار والتردد). فإن اختيار إحدى محطات الإذاعة عن طريق موالفة الدائرة على تردد تلك المحطة يجعل الجهاز يتجاهل كل الترددات البعيدة عن الرنين والتي تصل إلى الهوائي.

ويمكن اكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية أيضاً بواسطة مجالها المغناطيسي المتذبذب، فحيث أن هذا المجال يتغير بسرعة فإن الموجة تستحث ق. د. ك في عروة كالمبينة في الشكل (1 ب)*. ويلاحظ أنه لابد من توجيه العروة بشكل صحيح بحيث يمر فيض المجال المغناطيسي من خلالها (ولهذا السبب نجد أن اجهزة الراديو الصغيرة يختلف استقبالها لمحطات الإذاعة تبعاً لاتجاهها). ويصل الجهد المستحث في عروة الهوائي إلى دائرة RLC حيث يطبق عليها. وتتم الموالفة أو الضبط بالطريقة الموصوفة آنفاً.

وقد يتساءل شخص ما، لماذا لا يتم اكتشاف كل الموجات بما في ذلك الضوء وأشعة إكس بأجهزة على غرار الراديو. والإجابة غاية في البساطة أن الموجات ذات الترددات العالية جداً تتطلب دوائر RLC رنينية يستحيل بناؤها تماماً. فتردد الرنين ــ كما نعلم ــ لدائرة ما هو  ولكي نجعل هذا التردد عالياً جداً لابد من ان يكون كل من L و C

          صغيراً جداً. أما في حالة الموجات تحت الحمراء والموجات الضوئية وأشعة إكس، فإن مجرد وضع سلكين جنباً إلى جنب يجلب قيماً للسعة C والمحاثة L كبيرة جداً. وسوف نرى في فصول قادمة أنه تلزم دائرة ذات أحجام ذرية لاكتشاف هذه الموجات. وسوف نكتشف ان الذرات والجزيئات المنفردة تصبح فعلياً هي الدوائر الرنينية المستخدمة في اكتشاف موجات كهرومغناطيسية ذات ترددات مرتفعة جداً.

__________________________________________________