二、神奇的无线电波忠实的信使

不管你在什么地方,只要拧开收音机的旋纽,立刻就会听到小朋友爱

听的“小喇叭”广播,还有老奶奶、老爷爷喜欢的京剧;一打开电视机, 荧光屏上就会出现一幅幅美丽的图像。你坐在家里,就会看到电视为你转播的精彩节目。也许你爸爸腰里还别了一台 BP 机,只要它嘀嘀一响,你爸爸准要去打电话。在大街上,你可能还看到过,有些人手拿一种没有电线的电话机,边走边打电话⋯⋯你也许感到奇怪:这些声音和图画是怎样来到我们眼前的呢?

这个看来似乎神秘的问题,今天已经成为普通的常识了。谁都知道, 这是无线电波在起作用。虽然我们不能用肉眼直接看到它,也没有闻过它的气味,没见过它的颜色,不能用手触摸它,但它却像科幻小说中的“隐身人”,日夜不停地在我们周围奔跑,悄悄地把一个个消息传递给我们, 暗暗地为人类帮忙。这可真是位“忠实的信使”呀。

要想了解什么是无线电波,还得从大家都熟悉的各种各样的波说起。人们常用“碧波荡漾”、“波涛汹涌”来形容大海、江河、湖水,这就是眼睛看到的水波。美妙的音乐、轰鸣的马达,就是耳朵听到的声波。五彩缤纷、星光闪闪就是光波。地震时感觉到的震动就是地震波。电视机、收音机、 BP 机接收到的当然就是无线电波啦,也就是通常所说的电磁波。太阳光也是一种电磁波。因此,完全可以说人类生活在波的海洋里既然太阳光是电磁波,无线电波也是电磁波,那么它们是不是一回事呢?实际上, 电磁波是一个十分庞大的家族。它们是按波长的大小由许多神通广大的成员组成的老大哥是多才多艺的无线电波。它除了担任通讯任务,帮助人们传递信息外,还能为飞机和轮船导航,操纵火箭的发射和卫星的运行。老二叫红外线。现在人们使用的红外线加热器,就是利用它给人们带来温暧。老三是个美丽的姑娘,身着七彩衣,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,给人类带来光明和色彩。老四是个保护人类健康的卫士,名叫紫外线。老五是 X 射线,因它是德国物理学家伦琴发现的,所以也叫伦琴射线,它有一双“火眼金睛”,能透视人体的骨骼、内脏,察知隐患,报告病情,是医生手中的锐利武器。老六是家族中的小弟弟,名叫γ射线,它是 1898 年居里夫妇发现了镭以后才发现的。别看它排行老六,本领却很大,不但能穿透厚厚的铅板,还能杀死可恶的癌细胞。

现在弄清楚了,无线电波原来是电磁波家族中的一员,通信的重任主要由它来承担,它是我们忠实的信使无线电波到底是什么样呢?平常,在生活中有这样的经验:如果让你去找一个不相识的人,你可能感到很为难, 只说他的相貌特点,你还不能想象出他的模样。但是,如果给你一张相片, 那就方便多了。现在,我们也给波画个肖像还是拿水波做例子,看看水波的肖像,就容易想象无线电波的模样了。

在水面上放一个乒乓球,当水面波动时,乒乓球也随着上下起伏,球的运动反映了水面的运动。当球升到最高点时,水面也升到了顶点,我们把这个位置叫“波峰”,从波峰到水平面的距离叫“振幅”;球降到最低

点时,水面也降到最低点,这点叫做“波谷”;相邻的两个波峰之间的距离叫做“波长”。如果向水中投一块石子,可以发现水波是从中心一圈一圈逐渐向四周扩展的,这时,我们把波峰向前移动的速度叫做“波速”。水波每秒变化的次数叫做“频率”。现在我们画水波的肖像。在纸上作两条互相垂直的直线,横线表示波传播的距离,竖线表示水面偏离静止时水平面的高度,把某一瞬间各种水面位置记录下来,就得到了水波的肖像。这就是常见的波形图。这种波的波形是最简单的,人们把它叫做正弦波有了水波的肖像,就很容易想象无线电波的模样了。无线电波也是正弦波, 也具有波的一切特性。它和水波一样能向四周传播,在传播的过程中能够发生折射、反射,它也具有一定的频率、波长和波速。但是,就凭这张肖像去辨认无线电波,还是很不够的,就像几个相貌相近的人不容易区分出来一样。我们还得知道无线电波的一些特殊性质才行首先,它不像其它波那样容易被人们的感官所接收。光波能被人的眼睛看到,声波能被人的耳朵听到,地震波能被人的身体感觉到,而无线电波则是一种无形的波,谁也看不见,摸不着,只能用仪器接收到。比如半导体收音机就是一种可以接受无线电波的仪器。

其次,无线电波具有惊人的运动速度,是世界上跑得最快的物质。它每秒钟能跑 30 万公里,而其他物质,比如声波,在空气中每秒只能传播 340

米,在钢铁里也不过每秒 5000 米。所以说无线电波称得上世界长跑的绝对冠军了。光波在本质上和无线电波一样,也是一种电磁波,传播的速度也是每秒 30 万公里,但光波是沿直线传播的,而且不能穿过不透明的物体, 高山、楼房等障碍物都会把它挡住。而无线电波则可以沿着崎岖不平的地面,翻山越岭,绕过种种障碍向前跑,甚至能够直奔浩瀚无际的太空,在宇宙中飞行。它的这种非凡的本领都是其它的波所望尘莫及的。

第三,无线电波可以在真空中传播。声波、水波只能在一定的介质中传播。比如声波需在水中或空气中传播,在真空中就没有声音。无线电波却无处不在,不需要任何介质就能传播。

第四,无线电波的频率往往比其它波的频率高得多。平时人们听到的汽笛声,频率达几千赫兹,听起来有点刺耳。飞机的马达声,频率在几百赫兹以下,听起来有些沉闷。人类嗓音的频率在几百~几千赫兹之间。女同志讲话,声音尖一些,频率较高,男同志声音显得粗一些,频率较低。无线电波的频率可以达到几万赫兹、几十兆赫兹。无线电波的波长、频率和振幅还可以按照人们的需要用机器来调节。正因为无线电波具有这些特殊本领,所以人们把语言、音乐、图像等种种信息交给这位“忠实的使者”, 让它来完成通信的任务科学家们为了满足人类生活的需要,造出了能够发射各种频率的无线电波的机器,这样,无线电波就有了许多兄弟姐妹,组成了无线电波大家族。更有趣的是科学家们根据它们不同的波长,给它们起了不同的名字,比如超长波(又称甚低频)、长波(又称低频)、中波

(又称中频)、短波(又称高频)、超短波(又称甚高频)、微波(又称特高频)等等。科学家们根据波的不同脾气、不同的运载量(频带宽度)、不同的旅行途径等各自的特点,对它们量才而用,去完成不同的通信任务汽车移动电话所用无线电波的频率为 450~900 兆赫兹;个人无线电话(“大哥大”)的频率为 900 兆赫兹;无线电对讲现在我们知道了,无线电波是电磁波的一种,而且有一个大家族。虽然我们看不见、摸不着,但是可以

通过仪器来测试它、观察它,还可以根据振幅、频率和波长画出它的“相片”来,使我们能够识别它。但是,无线电波到底是什么东西?又是怎样发现的,还是不清楚。你一定想知道这里的秘密吧?好,那我们就先说说电和磁吧。