Ja elektromagnētisko viļņu (EM) antenā notiek EM svārstības, tad tiek izstarots EM vilnis (1. att.). Šajā vilnī elektriskais un magnētiskais lauks svārstās perpendikulārās plaknēs (EM viļņi un svārstības). Elektriskā lauka intensitātes E svārstību plakne šķērso antenu tās garenvirzienā, līdz ar to magnētiskā lauka indukcija B svārstās antenai perpendikulārā plaknē (1. att.). Sadaļā par EM viļņiem un svārstībām noskaidrojām, ka EM vilnis vakuumā izplatās ar ātrumu c ≈ 3 · 108m/s (gaismas ātrums vakuumā) un tam ir noteikts viļņa garums λ, kuru var izteikt no formulas λ = c : ν, kur
λ - EM viļņa garums, m
ν - svārstību frekvence, Hz
EM vilnis līdz ar elektriskā un magnētiskā lauka svārstībām līdzi sev nes enerģiju, kura ir tieši proporcionāla svārstību frekvencei ν.
1.att. Antenas izstarots EM vilnis
EM viļņiem ir raksturīgas vairākas īpašības, kas ietekmē to izplatīšanos telpā. Viena no īpašībā ir viļņu atstarošanās no šķēršļiem. Ja no EM viļņu ģeneratora izceļo EM viļņu kūlis un tam ceļā nekas nestājas, tad tas turpina kustību tik uz priekšu (2. att. a). Ja ceļā tomēr nonāk kāds plakans šķērslis, piemēram, metāla plāksne, tad EM kūlis no tā atstarojas (2. att. b). Izmantojot EM viļņu uztvērēju, kam pievienots indikators, piemēram, voltmetrs, var noskaidrot, ka EM viļņa krišanas leņķis ir vienāds ar atstarošanās leņķi (2. att. b). Metāli EM viļņus atstaro ļoti labi, bet ja metāla plāksnes vietā tiktu izmantots kāds dielektriķis, piemēram, koks vai plastmasa, tad varētu konstatēt, ka atstarotais vilnis ir ar krietni mazāku enerģiju nekā metāla plāksnes gadījumā.
2.att. EM viļņu atstarošanās
Ja EM viļņu ģeneratoru pavērš tieši pret uztvērēju, bet pa vidu ievieto metāla plāksni, tad EM viļņi līdz uztvērējam nenonāk (3. att. a), jo metāla plāksnē EM viļņi tiek absorbēti. Bet ja metāla plāksni nomaina pret dielektriķa plāksni, tad EM starojums līdz uztvērējam nonāk (3. att. b), kas liecina par EM viļņu spēju izplatīties cauri dielektriķiem. Izplatoties cauri dielektriskai videi, mainās EM viļņu ātrums. EM izplatīšanos vakuumā var aprēķināt, izmantojot izteiksmi c = 1 : √(ε0μ0), kur
ε0- elektriskā konstante (ε0 ≈ 8,85 · 10-12F/m)
μ0- magnētiskā konstante (μ0 ≈ 1,26 · 10-6H/m)
Ievietojot formulā konstanšu vērtības, iegūst jau iepriekš apskatīto EM viļņu ātrumu vakuumā c ≈ 3 · 108m/s. Ja EM vilnis pārvietojas cauri dielektriskai videi, tad ātruma aprēķina izteiksmē nāk klāt vides relatīvā dielektriskā caurlaidība ε, un EM viļņa ātrumu šādā vidē nosaka pēc formulas v = 1 : √(ε·ε0μ0). Līdz ar to v var aprēķināt arī pēc formulas v = c : √ε.
3.att. EM viļņu absorbcija dažādos materiālos
Ja EM viļņu ģenerators tiek pacelts virs uztvērēja, tad arī šajā gadījumā EM viļņi līdz uztvērējam nenonāk (4. att. a). Ja EM kūļa ceļā tiek ievietots iešķiebts dielektriska materiāla paralēlskaldnis (4. att. b), tad var panākt, ka EM viļņi uztvērēju sasniedz. Tas nozīmē, ka šajā gadījumā mainās EM viļņu izplatīšanās virziens jeb notiek EM viļņu laušana. EM viļņu laušana notiek uz robežvirsmas starp divām dažādām vidēm.
4.att. EM viļņu laušana
EM starojumu plaši izmanto informācijas apmaiņai, piemēram, televīzijas un radio pārraižu nodrošināšanai. Informācijas pārraides un uztveršanas sistēma sastāv no vairākiem blokiem, kurus var ērti attēlot blokshēmā (5. att.). Blokshēmas galvenās sastāvdaļas:
1)Ieejas pārveidotājs pārvērš mums vēlamo pārraidāmo informāciju elektriskos signālos. Pieņemsim, ka vēlamies pārraidīt kaimiņam savas balss izdotu komandu “Stāvi mierā!” Tad par ieejas pārveidotāju mums jāizmanto mikrofons.
2) Modulators mikrofona radīto elektrisko signālu savij kopā ar EM nesējviļņiem, jo mikrofona radīto elektrisko signālu nevar pārraidīt vienu pašu.
3) Pastiprinātājs jālieto tādēļ, ka signāls, ejot cauri pārraides sistēmai, pavājinās, bet pārraidīšanai ir nepieciešams spēcīgs signāls, lai tas pārraides laikā nepazustu troksnī.
4) Raidītājs pārraidāmo informāciju izstaro EM viļņu veidā.
5) Uztvērējs noķer raidītāja sūtītos EM viļņus, kas ietver sevī pārraidāmo informāciju.
6) Pastiprinātājs ir jālieto vēlreiz, jo, pārraidot signālu, tas ir paspējis pavājināties.
7) Demodulators no uztvērēja saņemtā un pastiprinātā signāla atdala pārraidītas informācijas elektrisko signālu.
8) Izejas pārveidotājs visbeidzot elektrisko signālu pārvērš atpakaļ uztveramā informācijā. Mūsu piemērā kaimiņš, izmantojot skaļruni kā izejas pārveidotāju, sadzirdēs balsi: “Stāvi mierā!”
5.att. Blokshēma informācijas apmaiņas sistēmai
