Chcę pisać o świetle. A światło to oscylacje. Takie czy inne. Klasyczne i kwantowe. Więc by pisać o świetle muszę napisać o oscylacjach. Tych wokół co niemiara. Oscyluje wszystko, w nas i wokół nas. Przecież nie mogę pisać o wszystkim. Muszę coś wybrać. Wybieram radio.

 

Radio ma całą i długą historię. To nadajniki i odbiorniki. Sami jesteśmy zarówno nadajnikami jak i odbiornikami – jakichś tam oscylacji, Bój jeden wie jakich. Interesuje mnie strona odbiorcza. Odbiornik to antena, układ rezonansowy, wzmacniacz, dekoder wzmocnionego sygnału. Wzmacniacze nie lubią zmiennych częstotliwości, stąd przed wzmacniaczem zwykle jest jeszcze mikser. Nas interesuje wszakże układ rezonansowy – czyli oscylator.

 

W radiu, jeśli się nie mylę, taki oscylator to przede wszystkim pojemność C i indukcyjność L. Za pojemność odpowiada kondensator, za indukcyjność odpowiada cewka. Kondensator to płytki. Cewka to zwoje. Co tam się dzieje można zobaczyć w Wikipedii

 

Obwód rezonansowy LC

 

 

Mamy tam też wzór na częstotliwość

 

 

Czym mniejsze L tym większa częstotliwość

 

By zmniejszyć L możemy

 

a) zmniejszyć ilość zwojów w cewce

b) cewkę rozciągnąć

 

Indukcyjność L jest proporcjonalna do kwadratu liczby zwojów i odwrotnie proporcjonalna do długości cewki. Gdy cewkę rozciągamy, indukcyjność się zmniejsza, częstotliwość obwodu się zwiększa.

 

Po co to robić? No, na przykład, ktoś chce posłuchać rozmów pomiędzy wieżą kontroli lotów a samolotami. Wtedy, jeśli go nie stać na skaner, postępuje jak w tym filmiku

 

Przestrajanie odbiornika UKF na pasmo lotnicze (airband receiver)

W tym przypadku oscylator to nie tyle obwód rezonansowy co generator (tak dobrze to ja się na tym wszystkim nie znam), wynik jest kiepski, ale coś tam usłyszeć można.

 

Ja sam z cewkami bawiłem się w dawnych czasach, kiedy to radio kupione na Zachodzie miało inny zakres fal ultrakrótkich niż stacje FM w kraju. Częstotliwość obwodu rezonansowego trzeba było wtedy zmniejszyć. Czyli dodać zwoje do cewki. Cewka fal UKF miała zwykle kilka zwoi, trzeba ją było zastąpić inną cewką, dodając dwa-trzy zwoje. Dobrze było użyć przy tym drutu posrebrzanego albo wręcz srebrnego – by nie pogorszyć dobroci. I w ten sposób polubiłem oscylatory.

 

W oscylatorze LC oscyluje prąd. Oscylują też pole magnetyczne w cewce i ładunek elektryczny na okładkach kondensatora. Energia pola magnetycznego oscyluje, energia pola elektrycznego też oscyluje. Ale suma tych energii jest stała w czasie. No, prawie stała, bo zawsze przybłąka się jakiś opór i energia będzie tam uciekała w postaci ciepła. Dlatego huśtawkę trzeba co i rusz popychać, inaczej zabawa w huśtanie szybko się kończy.

 

Układ LC to oscylator klasyczny. W oscylatorze kwantowym, takim fotonowym, jest inaczej. Jak tam jest dokładnie tego nikt nie wie, niemniej utarło się zakładać, że też jest coś w rodzaju pola elektrycznego i magnetycznego, i te sobie oscylują. Tyle, że nie można ich obejrzeć naraz. Przeszkadza temu relacja nieoznaczoności Heisenberga. Pole elektryczne to jakby położenie huśtawki, pole magnetyczne to jakby jej pęd. A położenie i pęd w mechanice kwantowej są zmiennymi komplementarnymi. Są, jak to się mówi, „niewspółmierzalne”. To dzięki tej niewspółmierzalności próżnia kwantowa nie jest tak całkiem próżna. A jaka jest? Mamy o tym mętne pojęcie. Ale o tym w kolejnej notce.