Wie man HF-Wellen sichtbar macht

Eine Möglichkeit, HF-Wellen sichtbar zu machen, ist mit so etwas wie einem Radioteleskop . Ein gewöhnliches (Licht-)Teleskop sammelt Licht und fokussiert es auf einen Rezeptor (CCD, fotografische Platte, das Auge), wodurch es möglich wird, die von einer fernen Galaxie ausgesandte sichtbare Strahlung zu sehen.

Ein Radioteleskop macht genau dasselbe mit HF-Frequenzen. Die resultierende Anzeige zeigt uns die Intensität ("Helligkeit") und Frequenz ("Farbe") der HF-Strahlung, die von verschiedenen Teilen des untersuchten Objekts kommt.

Andere Teleskope offenbaren noch andere Teile des Spektrums (ZF, UV, Röntgen usw.). Wenn wir dasselbe Objekt bei diesen unterschiedlichen Frequenzen vergleichen , können wir Unterschiede erkennen, die Wissenschaftlern Hinweise auf die physikalischen Prozesse geben, die in dem Objekt ablaufen. Jeder Teil des Spektrums erfordert jedoch ein eigenes, speziell entwickeltes Instrument.

Ist ein Röntgenbild ein Beispiel?

Ein Röntgenstrahl ist kein Beispiel für eine HF-Welle. Elektromagnetische Wellen werden anhand ihrer Frequenzen (oder äquivalent ihrer Wellenlängen) klassifiziert. HF-Wellen sind energiearm und haben Wellenlängen von 1 mm bis 100 km. Röntgenstrahlen sind extrem energiereich und haben Wellenlängen von 0,01 bis 10 Nanometer. Sichtbares Licht (das nur ein weiterer Wellenlängenbereich im elektromagnetischen Spektrum ist) hat Wellenlängen von etwa 380 bis 740 Nanometern.

Können HF-Wellen sichtbar sein?

Angenommen, Sie meinen "sichtbar" in dem Sinne, dass die Fotorezeptoren in den menschlichen Augen darauf reagieren würden, dann sind HF-Wellen nicht sichtbar. Photorezeptoren reagieren nur auf elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektrum.

Wenn ja, wie mache ich HF-Wellen sichtbar?

Es gibt jedoch eine kleine Lücke. Es hängt davon ab, ob Sie die Welle als RF im Ruhesystem des die Welle aussendenden Objekts oder des Beobachters (dh Ihres Auges) definieren. Definiert man es über den Beobachter, lautet die Antwort wieder eindeutig nein. Definiert man es jedoch in Bezug auf das emittierende Objekt, könnte die Frequenz der Welle ins sichtbare Spektrum blauverschoben werden, sofern sich Sender und Beobachter mit hoher Geschwindigkeit aufeinander zu bewegen (relativistischer Doppler-Effekt).

Sie alle sind Beispiele für elektromagnetische Wellen, Hochfrequenz (RF) sind diejenigen, die in dem Frequenzbereich liegen, den wir Radio nennen. Die Grenzen der Frequenzen, die Sie als "Radio" bezeichnen würden, hängen von dem Bereich ab, in dem Sie arbeiten.
Ein Röntgenstrahl ist wie eine Radiowelle, aber mit einer sehr, sehr viel höheren Frequenz.

Alle Hochfrequenzwellen haben eine viel niedrigere Frequenz und eine viel niedrigere Energie als sichtbares Licht, und daher können Sie sie nicht direkt sichtbar machen. Sie können einige unsichtbare Frequenzen direkt sichtbar machen, indem Sie sie dazu verwenden, etwas anderes dazu zu bringen, Energie in einer Frequenz zu emittieren, die wir sehen können.

Das ist einfacher, wenn die Frequenz höher (mehr Energie) als sichtbar ist, da der Prozess Energie verliert. So gibt es beispielsweise Materialien, die eine hochenergetische Röntgenwelle aufnehmen und eine viel niedrigere sichtbare Energie abgeben. Es ist viel schwieriger, ein Material herzustellen, das Wellen mit niedrigerer Frequenz (niedrigerer Energie) aufnimmt und sichtbare Wellen mit höherer Frequenz (höherer Energie) ausgibt. Sie können dies für Frequenzen tun, die nur ein wenig zu niedrig sind, aber nicht so energiearm wie HF.

In gewissem Sinne ist es möglich, HF-Wellen sichtbar zu machen, indem beispielsweise thermochrome Flüssigkristalle verwendet werden, die ihre Farbe mit der Temperatur ändern: Die Flüssigkristalle werden auf einen HF-absorbierenden Film aufgebracht und ändern ihre Farbe, wenn HF-Wellen den Film erwärmen.

Da ich die gleiche Frage habe, habe ich eine völlig andere Lösung, die ich gerne mit Ihnen teilen möchte. Um eine unsichtbare Welle zu sehen, besteht die Lösung darin, eine andere sichtbare Trägerwelle zu verwenden, um die unsichtbare Welle zu stören oder als Träger für sie zu fungieren. Dasselbe wie die Trägerwellen, die zum Tragen von Schallwellen verwendet werden. Die Trägerwelle, von der wir hier sprechen, muss ein monochromatisches Licht sein, um als Träger zu fungieren. In diesem Fall erscheint die unsichtbare Welle in Form einer Interferenz im monochromatischen Strahl, der durch die unsichtbare Welle gelenkt wird.

Ich mag die Antwort von Will Briard, und da ich nicht abstimmen oder kommentieren kann, bis ich ein Limit erreiche, und ich nicht gerne mittelmäßige oder falsche Antworten wie andere poste, werde ich Will answer hier in lahmeren Begriffen erweitern.

Interferenz ist wie Moiré. Moiré und Interferenzen lassen Sie den Reifen eines Autos während der Fahrt statisch sehen, da die Geschwindigkeit des Reifens der Geschwindigkeit der Bilder pro Sekunde des Videos entspricht (in den USA 29,97 fps, im Film 25 fps).

So können Sie ein sich schnell bewegendes Objekt in den sichtbaren Parametern unserer Augen sehen.

Haben Sie in der Nähe einer Leuchtstoffröhre ferngesehen und sehen ständig das Licht im Raum aufblitzen? Nun, das ist nicht die Geschwindigkeit der Glühbirnen- oder Fernsehfrequenzen, sondern das "Moiré" oder die Interferenz zwischen beiden.

Das gleiche passiert, wenn Sie zwei Linienmuster überlappen, wie psychedelische 70er-Effekte in Musikvideos. Die zwei Muster bilden ein drittes Muster, das sich in eine dritte Richtung bewegt.

Dasselbe passiert, wenn Sie "Ohmmmmmm" sagen (oder was auch immer die englische Lautmalerei für die indische Meditationsvokalisation ist). Sie stimmen tatsächlich auf die Umgebungsresonanz ab (Sonne, glaube ich), und Sie können tatsächlich "hören", wenn sie übereinstimmen. Man könnte sagen, dass Sie dort dem „Klang“ lauschen.

Und schließlich stroboskopische Geräte wie die, um den Kolben eines Autos zu „sehen“, während es sich schnell bewegt, oder die, die verwendet werden, um die Linien um den Schallplattenteller eines Discjockeys zu „sehen“, indem eine zweite Frequenz (das Blinklicht) eingeführt wird.

In diesen Fällen sehen Sie das "Objekt", nicht die Frequenz (welches Licht ist), aber zumindest können Sie durch Messen der Frequenz, die Sie einmischen, wissen, wie hoch die Frequenz der HF ist, oder ihre subtilen Variationen.