Lilo Fisiksi ninu Imọ-ẹrọ Ibaraẹnisọrọ
Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ jẹ́ ọ̀kan lára àwọn àṣeyọrí pàtàkì jùlọ nínú àṣà ìbílẹ̀ òde òní. Láti fóònù alágbéká, rédíò, tẹlifíṣọ̀n, títí dé ìkànnì ayélujára tó yára, gbogbo wọn ló ń jẹ́ kí ènìyàn lè pààrọ̀ ìwífún láìsí ìdíwọ́ ìjìnnà. Lẹ́yìn ìrọ̀rùn yìí ni ipa pàtàkì wà nínú físíìsì, èyí tó ń pèsè ìpìlẹ̀ ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì fún bí a ṣe ń ṣẹ̀dá àwọn àmì, tí a ń gbé jáde, tí a ń mú kí wọ́n pọ̀ sí i, àti bí a ṣe ń gbà wọ́n. Àpilẹ̀kọ yìí jíròrò bí a ṣe ń lo àwọn èrò físíìsì sí ìmọ̀ ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀, láti àwọn ìgbì mànàmáná àti semiconductors sí àwọn optics àti satẹ́láìtì.
Àwọn Ìgbì Elétírónágíìkì gẹ́gẹ́ bí Agbègbè fún Ìgbéjáde Ìwífún
Ìpìlẹ̀ ọ̀pọ̀lọpọ̀ ètò ìbánisọ̀rọ̀ òde òní ni àwọn ìgbì iná mànàmáná. Àwọn ìgbì wọ̀nyí lè tàn káàkiri láìsí ohun èlò, èyí tí yóò jẹ́ kí wọ́n rìnrìn àjò kódà láàárín afẹ́fẹ́. Èyí ni ohun tí ó mú kí ìbánisọ̀rọ̀ sátẹ́láìtì àti ìgbéjáde àmì láti ọ̀dọ̀ ẹ̀rọ agbéròyìnjáde sí ẹ̀rọ agbéròyìnjáde láti ọ̀nà jíjìn ṣeé ṣe.
Àwọn ìgbì iná mànàmáná bo gbogbo ìpele ìrísí, láti orí àwọn ìgbì rédíò, máíkrówéfù, infurarẹẹdi, ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí, ultraviolet, X-ray, àti àwọn ìtànṣán gamma. Irú kọ̀ọ̀kan ní àwọn ànímọ́ àti lílò pàtó kan. Fún àpẹẹrẹ, a ń lo àwọn ìgbì rédíò fún ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ rédíò àti ìbánisọ̀rọ̀ jíjìnnà, nígbà tí a ń lo máíkrówéfù fún Wi-Fi, ìbánisọ̀rọ̀ sẹ́ẹ̀lì, àti rédíò. Yíyàn irú ìgbì náà sinmi lórí àwọn nǹkan bí iyàrá, ìfàmọ́ra ìdènà, agbára ìwífún, àti agbára ṣíṣe.
Nínú ìbánisọ̀rọ̀, ìwífún ni a “fi sí orí” ìgbì agbéròyìnjáde nípasẹ̀ ìlànà kan tí a ń pè ní modulation. Ní ti ara, modulation ni ìyípadà nínú àwọn paramita ìgbì, bíi amplitude (AM), frequency (FM), tàbí phase (PM). Modulation ń ran ohùn tàbí data lọ́wọ́ láti fi àmì “piggyback” hàn lórí àwọn ìgbì electromagnetic, èyí tí ó ń jẹ́ kí wọ́n rìnrìn àjò síwájú sí i kí wọ́n sì lè kojú ìdènà.
Àwọn Ìlànà Ìgbésókè àti Ìgbàwọlé: Àwọn Antenna àti Àtúnsọ
Eriali jẹ́ ẹ̀rọ pàtàkì kan tí ó ń yí àwọn àmì iná mànàmáná padà sí ìgbì iná mànàmáná (atẹ̀jáde) tàbí ìdàkejì (atẹ́gùn). Àwọn Eriali ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn ìlànà fisiksi onínámánà: àwọn ìṣàn iná mànàmáná tí ń yí padà ń mú oríṣiríṣi pápá iná mànàmáná àti mànàmáná jáde, èyí tí ó ń yọ àwọn ìgbì jáde lẹ́yìn náà.
Apẹẹrẹ eriali ni a maa n lo lati inu ero resonance. Gigun eriali naa ni a maa n se deede si gigun ifihan agbara lati mu agbara itankalẹ tabi gbigba pọ si. Fun apẹẹrẹ, eriali idaji igbi (λ/2) ni a maa n lo nigbagbogbo nitori pe o n dun daradara ni awọn igbohunsafẹfẹ kan. Idi niyi ti a fi n wo awọn eriali fun redio FM yatọ si ti awọn ibaraẹnisọrọ Wi-Fi, nitori awọn igbohunsafẹfẹ ati awọn gigun gigun yatọ.
Ẹ̀rọ itanna àti Semiconductor: Ọkàn Àwọn Ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ Òde Òní
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn ìgbì iná mànàmáná ni ohun èlò àkọ́kọ́, àwọn ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ àmì gbára lé físíìsì ipò líle, pàápàá jùlọ àwọn semiconductors. Àwọn transistors, diode, àti integrated circuits (ICs) ni àwọn èròjà tí ó ń jẹ́ kí àwọn àmì lè pọ̀ sí i, ṣe àgbékalẹ̀ wọn, ṣàkójọ wọn, àti túmọ̀ wọn.
Àwọn olùdarí semiconductors bíi silicon ní ànímọ́ àrà ọ̀tọ̀: a lè ṣàkóso ìṣàkóṣo wọn nípa lílo doping, ṣíṣe àwọn ohun èlò irú n-type àti p-type. Nígbà tí a bá kó wọn jọ sínú ìsopọ̀ p-n, diode kan máa ń ṣẹ̀dá, èyí tí yóò jẹ́ kí iná mànàmáná máa ṣàn ní ìtọ́sọ́nà kan ṣoṣo, èyí tí ó ṣe pàtàkì fún àtúnṣe àmì àti ìyípadà. Ní àkókò kan náà, àwọn transistors lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí amplifiers àti switches, èyí tí yóò mú kí ìṣẹ̀dá àwọn àmì rédíò, ìdàgbàsókè àwọn àmì tí kò lágbára, àti ìṣiṣẹ́ oní-nọ́ńbà nínú àwọn fóònù alágbèéká àti àwọn olùdarí.
Síwájú sí i, àwọn ìdàgbàsókè nínú ìmọ̀ nípa ìfọ́síkọ́ọ̀nù ti ṣe àfikún sí òye nípa àwọn àlàfo ìpele semiconductor àti ìṣẹ̀lẹ̀ ìtúnlẹ̀ tí a lò nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò òde òní. Láìsí ìpìlẹ̀ ìmọ̀ nípa ìfọ́síkọ́ọ̀nù, ìfàsẹ́yìn chip àti ìṣiṣẹ́ àwọn ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ kò bá tí ṣeé ṣe bí wọ́n ṣe wà lónìí.
Ìbánisọ̀rọ̀ Oní-nọ́ńbà: Ìmọ̀ Ìbánisọ̀rọ̀, Ariwo, àti Ìmọ̀ Ìkọ́lé Kóòdì
Àwọn ètò oní-nọ́ńbà ló ń darí ìbánisọ̀rọ̀ òde òní báyìí. Nínú àwọn ètò wọ̀nyí, a máa ń yí ìwífún padà sí nọ́ńbà oní-nọ́ńbà (0s àti 1s) lẹ́yìn náà a máa ń gbé e jáde gẹ́gẹ́ bí ìlù tàbí àmì oní-nọ́ńbà. Físíìsì ń kó ipa nínú òye àwọn ohun ìní àmì, ìwọ̀n ìgbéjáde dátà, àti ìdènà tàbí ariwo.
Ariwo jẹ́ ìdènà àìròtẹ́lẹ̀ tí ó lè wá láti inú àyíká (fún àpẹẹrẹ, mànàmáná, àwọn ẹ̀rọ itanna mìíràn) tàbí láti inú ètò náà fúnra rẹ̀, bí ariwo ooru tí ìṣípo àìròtẹ́lẹ̀ ti àwọn elekitironi nínú àwọn èròjà ń fà. Físíkísì ooru ṣàlàyé pé ní ìwọ̀n otútù tí ó ga ju òdo lọ, àwọn èròjà ń rìn nígbà gbogbo, wọ́n ń ṣẹ̀dá àwọn ìyípadà foliteji kékeré tí ó lè dí àwọn àmì lọ́wọ́. Nítorí náà, àwọn ètò ìbánisọ̀rọ̀ nílò ìfọ̀rọ̀wérọ̀, ìṣàlẹ̀, àti àwọn ọ̀nà ìṣàtúnṣe àṣìṣe láti rí i dájú pé a lè gba ìwífún ní ọ̀nà tí ó tọ́.
Èrò ìpele ìpele náà tún ṣe pàtàkì gan-an. Bí ìpele ìpele náà bá ṣe pọ̀ tó, bẹ́ẹ̀ náà ni agbára ìpele ...
Okùn Opitika: Lilo Ina ati Ironu Lapapọ
Ọ̀kan lára àwọn ohun èlò tó gbajúmọ̀ jùlọ nínú ìmọ̀ físíìsì nínú ìbánisọ̀rọ̀ ni okùn optics. Ọ̀nà yìí ń lo ìmọ́lẹ̀ gẹ́gẹ́ bí ohun èlò tó ń gbé ìsọfúnni jáde, èyí tó ń jẹ́ kí ó lè gbé ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìsọfúnni jáde ní iyàrá gíga àti pẹ̀lú ìdínkù díẹ̀.
Ìlànà pàtàkì ti okùn optical ni àtúnṣe inú pátápátá. Ìmọ́lẹ̀ tí ó wọ inú okùn náà yóò máa tàn jáde nínú rẹ̀ nítorí ìyàtọ̀ nínú àtọ́ka refractive láàárín okùn àti ìbòrí. Níwọ̀n ìgbà tí igun ìṣẹ̀lẹ̀ bá tóbi ju igun pàtàkì lọ, ìmọ́lẹ̀ náà kò ní sá kúrò nínú okùn náà, ó sì máa wà ní ìdènà, èyí tí ó ń jẹ́ kí a lè gbé e lọ sí ọ̀nà jíjìn.
Lílo àwọn lésà àti LED gẹ́gẹ́ bí orísun ìmọ́lẹ̀ tún ní í ṣe pẹ̀lú ìmọ̀-ẹ̀rọ ìfọ́síkọ́ọ̀nù, pàápàá jùlọ èrò ìtújáde tí a mú kí ó máa jáde nínú lésà. Àwọn lésà ń mú ìmọ́lẹ̀ tí ó sopọ̀ mọ́ ara wọn àti ìtọ́sọ́nà jáde, èyí tí ó mú kí wọ́n dára fún fífi àwọn àmì ránṣẹ́ nípasẹ̀ àwọn okùn opitika. Ìmọ̀-ẹ̀rọ yìí ń jẹ́ kí àwọn nẹ́tíwọ́ọ̀kì ayélujára tí ó dúró ṣinṣin àti kíákíá ṣiṣẹ́, bí àwọn okùn ọkọ̀ ojú omi àárín gbùngbùn.
Àwọn Sátẹ́láìtì àti Ìbánisọ̀rọ̀ Gígùn-Gígùn: Àwọn ìyípo àti Àwọn Màkírówéfù
Ìbánisọ̀rọ̀ sátẹ́láìtì jẹ́ àpẹẹrẹ lílo físíìsì tó so àwọn onímọ̀ nípa ètò àtijọ́ pọ̀ mọ́ àwọn onímọ̀ nípa ètò àtijọ́. A gbé sátẹ́láìtì sí àwọn ibi pàtó kan, bíi àwọn ibi ìyípo ilẹ̀ ayé, nítorí náà wọ́n máa ń dàbí “aláìdúró” ní ìfiwéra pẹ̀lú ojú ilẹ̀ ayé. Sátẹ́láìtì ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí àwọn olùtúnṣe: gbígba àwọn àmì láti ibùdó ilẹ̀, fífún wọn lágbára sí i, lẹ́yìn náà ó tún gbé wọn sí àwọn agbègbè mìíràn.
A maa n lo makirowefu ninu ibaraẹnisọrọ satẹlaiti nitori wọn le gbe data pupọ ati pe a le dari wọn pẹlu awọn eriali parabolic. Awọn eriali parabolic n ṣiṣẹ lori ilana ti afihan awọn igbi si aaye idojukọ kan, gbigba ati mu ifihan agbara pọ si. Sibẹsibẹ, awọn ipo afẹfẹ bii ojo ti n rọ tun ni ipa lori awọn makirowefu, nitorinaa apẹrẹ eto nilo itupalẹ ti fisiksi afẹfẹ ati itankale igbi.
Àwọn Ìmọ̀-ẹ̀rọ Aláìlókùn Òde-òní: Wi-Fi, Bluetooth, àti 5G
Ìmọ̀ ẹ̀rọ aláilowaya máa ń lo rédíò àti máíkrówéfù láti so àwọn ẹ̀rọ pọ̀ láìsí wáyà. Wi-Fi àti Bluetooth máa ń lo àwọn ìgbàkúgbà pàtó (nígbà gbogbo 2,4 GHz àti 5 GHz) pẹ̀lú àwọn ọ̀nà ìṣiṣẹ́ àmì tó gbajúmọ̀. Físíkísì ìgbì omi ń ran lọ́wọ́ láti ṣàlàyé ìdí tí àwọn àmì Wi-Fi fi lè máa di aláìlera bí wọ́n ṣe ń kọjá láàárín ògiri, nítorí gbígbà, àtúnṣe, àti ìyípadà.
Nibayi, 5G ti n bẹrẹ si lo awọn igbi milimita (mmWave), eyiti o ni awọn igbohunsafẹfẹ giga. Anfani naa ni bandwidth ti o tobi, eyiti o fun laaye awọn iyara giga. Sibẹsibẹ, awọn igbi wọnyi ni irọrun dina ati pe wọn ni iwọn kukuru. Lati yanju eyi, a lo awọn ọna ṣiṣe beamforming ati awọn nẹtiwọọki sẹẹli kekere, eyiti o mu nọmba awọn olugbohunsafefe pọ si lati ṣetọju asopọ iduroṣinṣin.
Ipari
Lilo fisiksi ninu imọ-ẹrọ ibaraẹnisọrọ gbooro ati ipilẹ. Awọn igbi ina elekitironik mu ki awọn ifihan agbara tan kaakiri awọn ijinna pipẹ, awọn aaye ina ati oofa ṣiṣẹ ninu awọn eriali, awọn semiconductors mu ki awọn ẹrọ ṣiṣẹ data, imọran ifihan agbara ṣe iranlọwọ lati bori ariwo, awọn okun opitika lo ironu inu lapapọ, ati awọn satẹlaiti papọ awọn imọran ti gbigbe orbit ati makirowefu. Gbogbo ipe foonu, ifiranṣẹ ọrọ, ṣiṣan fidio, ati paapaa iwọle intanẹẹti jẹ abajade ti awọn ilana ti ara ti a lo si imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ.
Nípa lílóye ìbáṣepọ̀ láàárín fisiksi àti ìbánisọ̀rọ̀, a lè mọrírì àwọn ìṣòro tó wà lẹ́yìn ìmọ̀ ẹ̀rọ ojoojúmọ́, a sì lè rí àwọn àǹfààní fún ìṣẹ̀dá tuntun lọ́jọ́ iwájú. Bí fisiksi àti ìmọ̀ ẹ̀rọ ṣe ń tẹ̀síwájú, ìmọ̀ ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ yóò máa yára sí i, yóò túbọ̀ ṣiṣẹ́ dáadáa, yóò sì rọrùn fún gbogbo ènìyàn láti ní.
