RF vs. audio de la misma frecuencia

De un artículo de un ingeniero en Cisco Systems :

Una señal de RF puede tener la misma frecuencia que una onda de sonido, y la mayoría de las personas pueden escuchar un tono de audio de 5 kHz. Nadie puede escuchar una señal de RF de 5 kHz.

Por qué no?

El tono de audio son ondas de compresión que viajan a través del aire que sus oídos pueden captar. La señal de RF son ondas en el campo electromagnético que sus oídos no tienen forma de captar.

Las señales de RF son ondas electromagnéticas (EM). No tenemos sensores para ondas EM de 5 kHz.

Sin embargo, tenemos sensores EM, nuestros ojos. Pueden detectar ondas EM desde Hz (luz roja) hasta Hz (luz violeta). Si es lo suficientemente fuerte, también podemos sentir la radiación infrarroja como calor. 8 × 10 $4×10^{14}$$8×10^{14}$

También podemos sentir (como calor) una potente radiación EM a frecuencias más bajas, pero si usted siente eso, entonces el campo es peligrosamente fuerte y debería salir de ese rayo (radar).

Nuestro cuerpo es un dieléctrico (aislante) con sales (iones conductores), por lo que, aunque no podemos detectar ondas EM, la absorción de los campos eléctricos es generalmente proporcional a la frecuencia.

Por el contrario, los campos eléctricos se pueden tolerar con niveles aumentados a medida que se reduce la frecuencia.

El ejemplo del audio del woofer de graves a 60 Hz con 100 mV en la bobina del altavoz es lo suficientemente alto como para ser escuchado claramente y 100 V _pp pueden sacudir algo en las paredes.

Si bien un campo eléctrico de 100 V / m 50 o 60 Hz no nos hace nada, ya que no solo somos pequeños en comparación con la longitud de onda en xx km, la impedancia de nuestra punta del dedo de 100 pF es de aproximadamente 50 MΩ, pero la sal y un arco pueden reducir un contacto de cable a 50 kΩ fácilmente.

Puede detectar fácilmente 50 ~ 100 V _pp simplemente tocando una sonda de alcance 10: 1 sin tocar la tierra, que luego desvía el campo eléctrico a tierra.

Esto significa que podemos conducirlo fácilmente, pero no absorberlo como un campo eléctrico de alta impedancia. Tenemos una baja impedancia como dieléctrico, pero como la impedancia de la antena de nuestro cuerpo es inversamente proporcional a la longitud de onda EM súper larga de la frecuencia de línea a la velocidad de la luz, por lo que puede ser detectada por una sonda de alcance de 10M pero no absorbida.

otra información

Hubo una vez un investigador sin escrúpulos a fines de los años 80, que recibió subvenciones del gobierno en los EE. UU. Para informar que los campos EM de 60 Hz en hogares cerca de las habitaciones eran un posible riesgo de cáncer. Fue falso y el estafador fue condenado.

Por otro lado, las presiones sonoras en el aire son ondas de presión y son fácilmente detectadas por los pelos ciliares en nuestros oídos, que tienen diferentes longitudes progresivas que actúan como resonadores. Por debajo de 20 Hz, generalmente sentimos las vibraciones más que escucharlas.

Ambas impedancias de RF se reducen al aumentar el área de superficie en los condensadores por debajo de las longitudes de onda de la antena, pero en efecto, actuamos como un condensador de acoplamiento débil a baja frecuencia, por lo que no hay absorción de energía. Simplemente pasó a través de nosotros. A frecuencias de radio y televisión más altas en los niveles de señal submilivoltios, podemos actuar como una antena sin la sensación, excepto por una posible mejor recepción. Sin embargo, nuestra tasa aceptable de absorción de SAR de energía es una función de la frecuencia y los vatios / cm ³ para un volumen dado de carne con una cierta "profundidad de la piel".

Anecdótico

En la década de 1970, nuestra empresa diseñó y fabricó transmisores VHF y UHF de 50 W y 100 W. Incluso con la tapa abierta para un ajuste fino y algunas fugas extraviadas, los ojos del técnico se inyectarían en sangre después de un día de trabajo en la línea de producción. Por lo tanto, la tapa se rediseñó con un orificio de ajuste para un destornillador de plástico.

Teníamos todos los manuales militares de los EE. UU. En nuestra biblioteca para el diseño aeroespacial, así que después de graduarme a fines de la década de 1970, así es como aprendí por primera vez sobre la susceptibilidad humana a los niveles del espectro de RF.

Mi primer proyecto de diseño allí cuando era un joven graduado fue para un Rx de seguimiento Doppler de cinco canales usando transmisores de la Marina de los EE. UU. Alrededor del hemisferio occidental con una potencia de transmisión de aproximadamente 1 megavatio adecuado para la comunicación submarina de 100 baudios, todos utilizando portadores sincronizados como GPS usando relojes nucleares (Cesio ) Todo lo que usé fue una antena de látigo de 2 m (a prueba de osos polares) en el mar de Beaufort en un flujo de hielo para rastrear el clima y el movimiento del hielo en la década de 1970.

Esta es una pregunta interesante porque solía preguntarme lo mismo (no, estoy diciendo que es una pregunta interesante debido a mi curiosidad anterior).

Estás confundiendo la radiación electromagnética (algo que produce la radio) con las ondas de presión (algo que produce el sonido). Nuestros oídos no pueden ajustarse a las ondas electromagnéticas y están seguros de que no son sensibles a los cambios en las ondas electromagnéticas.

Otra forma de verlo es que las ondas electromagnéticas no tienen la fuerza suficiente para hacer que el tímpano vibre ... mientras que las ondas de sonido sí.

Si quieres llegar a un nivel muy cuántico sobre esto, piensa en cuán fuertes son los gluones .