اكتشاف موجات الراديو يعتبر واحد من الاكتشافات التي أثرت بشكل كبير على البشرية نظرًا للاستخدامات الواسعة التي ارتبطت بهذا الاكتشاف ، وتم اكتشاف موجات الراديو على يد العالم هاينريش هيرتز وجاء هذا الاكتشاف عندما قام العالم بالانتقال إلى جامعة كارلسروه حيث كانت الجامعة مجهزة بأفضل معدات المعامل التي تناسب عمله كفيزيائي تجريبي وقرر أن يقوم بالبحث لإثبات نظرية العالم ماكسويل بالتجربة وفي خلال هذا المسعى جاء اكتشاف موجات الراديو.

قصة اكتشاف موجات الراديو

بداية كما عرفنا بأن اكتشاف موجات الراديو كان على يد العالم هاينريش هيرتز، والذي بدأ في العمل على إثبات نظرية العالم ماكسويل بعد أن بدأ العمل كأستاذ في جامعة كارلسروه، حيث أنه لاحظ أثناء عرضه لإحدى تجارب إطلاق الشرارة الكهربية وجود اهتزازات منتظمة في الأسلاك وبالمزيد من التجارب بدأ يدرس سلوك تلك الاهتزازات الغريبة.

حيث لاحظ أن حركة هذا الاهتزاز تتبادل بين الذهاب والإياب خلال الثانية الواحدة بدرجة عالية جدًا عن المعتاد أو عن ما أعتاده هو، ومن خلال التجارب والنظرية التي يقوم بالعمل عليها استطاع هيرتز أن يحدد أن هذا النوع من الاهتزازات يحدث نتيجة للتسارع والتباطؤ في سرعة الشحنات الكهربائية وبناء على فرضيات النظرية الخاصة بماكسويل فإن هذه الشحنات سوف تقوم بإطلاق نوع من الموجات الكهرومغناطيسية التي تعبر الهواء بنفس سرعة وحركة الضوء.

استمرت تجارب هيرتز في اثبات نظرية ماكسويل بعد صنعه للمذبذب حوالي ثلاث سنوات، حيث تمكن من انتاج موجات الراديو وأوضح خصائصها وأنها تنتمي لعائلة الموجات الضوئية والتي يطلق عليها الطيف الكهرومغناطيسي، ولكن رغم ما لهذا النوع من الموجات من أهمية كبيرة إلا أن عالم بمقام هرتز لم يستطع رؤية تلك الأهمية حتى أنه قال عن موجات الراديو أو الموجات اللاسلكية ( لا أعتقد أن الموجات اللاسلكية التي اكتشفتها سيكون لها أي تطبيق عملي )، وهو ما أخطأ به هيرتز وربما يعود هذا الخطأ إلى أن هيرتز لا يهتم بالجوانب التطبيقية لاكتشافاته الفيزيائية، وهو ما خالفه فيه العلماء المختصين بالتطبيقات العملية وعلى رأسهم العالم غوليوني ماركوني وهو مخترع جهاز الراديو.

ما هي موجات الراديو؟

تمثل شق من الطيف الكهرومغناطيسي وتجدها في أدني طيف الترددات إذ تعتبر حوامل طاقة، وتنطبق عليها كافة خصائص الموجات الضوئية أو موجات الضوء المرئي من حيث النفاذية، الإنكسار، التشتت، الانعكاس، الانتشار، وكذلك السرعة إذا أن سرعة موجات الراديو في الفضاء هي نفس سرعة الضوء المرئي.

طرق بث موجات الراديو

يتم بث موجات الراديو بواحدة من طريقتين:

-طريقة موجات AM.

-طريقة موجات FM.

ما هي موجات AM

يمكننا أن نطلق عليها موجة تعديل السعة حيث أنه يتم إدخال موجة المعلومات على الموجة الحاملة فتعمل على تعديل سعة الموجة بشكل تناسبي، أي عندما تكون موجة المعلومات ذات سعة قليل فإنها تعمل على تقليل سعة الموجة الحاملة والعكس صحيح.

ما هي موجة FM

يمكننا أن نطلق عليها موجة تعديل التردد حيث أنه عندما يتم إدخال موجة المعلومات على الموجة الحاملة، فإن موجة المعلومات تعمل على تعديل تردد الموجة الحاملة ويتم ذلك وفقًا لسعة موجة المعلومات.

الفرق بين موجات الراديو AM و FM

دعونا في البداية نتعرف على خصائص موجات البث والتي تتمثل في:

-التردد.

-الاتساع.

-زاوية الطور.

تتم عملية البث في موجتين الموجة الأولى هي عبارة عن موجة المعلومات والتي تتمثل في الصوت أو الصورة أو أيًا كان ما يتم بثه، وتتميز تلك الموجة بأنها ذات تردد قليل نوعًا ما، كما أن ذات اتساع متغير.

أما الموجة الثانية فهي الموجة الحاملة وتتميز تلك الموجة الحاملة بأنها ذات تردد ثابت وعالي كما، أنها ذات اتساع ثابت أي أنها تتمتع بالثبات بشكل عام.

-ما يحدث في علمية البث أن موجة المعلومات يتم تحميلها على الموجة الحاملة فتقوم تلك الموجة بنوع من التغيير أو التعديل في تردد الموجة فتصبح في تلك الحالة موجة أو طريقة البث هي FM، أو تقوم موجة المعلومات بالتعديل سعة الموجة الحاملة فتصبح موجة أو طريقة البث هنا هي AM.

-يختلف نطاق التردد بين الموجتين إذ نجد أن نطاق التردد لموجات FM قليل إلى حد ما فنجد الموجة من هذا النوع تغطي نطاق من 88 إلى 108 ميغاهيرتز، وذلك عل عكس موجات AM التي تغطي نطاق تردد من 535 إلى 1705 كيلوهرتز وهو أكبر بكثير من النوع الأول.

-تختلف مساحة الاستقبال الخاصة بكل نوع من الموجتين، إذ نجد أن موجات FM تقوم بتغطية مساحات جغرافية محدودة نظرًا لقصر ترددها، بينما موجات AM تعمل على تغطيات مساحات كبيرة حتى أنه للوصول إلى المناطق النائية والبعيدة فإنها تمثل الخيار الأمثل، ولذا فإن هذا النوع من الموجات يعتبر الأكثر استخدامًا في محطات بث الأخبار التي تعمل على تغطيات مساحات كبيرة من العالم.

-يختلف النوعين من حيث التكلفة فنجد أن موجات FM تحتاج إلى استخدام معدات معقدة وبالتالي مكلفة، بينما موجات AM ليست بحاجة إلى هذا التعقيد وبالتالي تحتاج معدات قليلة التكلفة.

-أخيرً الاختلاف في جودة الصوت فنجد أن البث بنظام FM يعمل على توفير صوت عالي الجودة وأكثر نقاء ويعود ذلك إلى أن الموجة تعتمد على تغيير التردد مما يجعلها أقل تأثرًا بالضوضاء أو التداخل، أما موجات AM فهي الأكثر تعرضًا للتداخل والضوضاء مما يجعلها توفر صوت بجودة ليست عالية.