Hva er noen av de vitenskapelige Principals av telefonen?

Telefoner har eksistert i godt over 100 år, men de grunnleggende vitenskapelige prinsipper de opererer på er fortsatt brukes i dag. Disse omfatter manipulering av lydbølger for å gjøre dem lette å overføre frem og tilbake. Trådløse telefoner og mobiltelefoner må også utnytte radiofrekvensoverføring, som er styrt av vitenskapelige prinsipper som gjør det mulig for dem å ha klare, pålitelige signaler gjennom å bygge vegger eller fra miles away. De aller tidligste telefonene selv hadde innebygde dynamoer å generere sin egen elektrisitet, basert på prinsippet om induksjon oppdaget av Michael Faraday i 1831.

Energy Conversion

En fundamental komponent i enhver samling eller moderne telefon er transduseren, som er en enhet i stand til å omdanne en energiform til en annen. I telefoner, både mikrofoner og høyttalere utføre denne funksjonen. En mikrofon er en transduser som omdanner lydbølgene i den menneskelige stemme til elektriske signaler som overføres til mottakertelefonen. Disse elektriske signaler blir så omformet tilbake til lydbølger ved en annen transduser, vanligvis kjent som en høyttaler.

radiofrekvenser

Cellulære mobiltelefoner, og opererer ved hjelp av radiofrekvenser, som er i den lave enden av det elektromagnetiske (EM) spektrum. Jo høyere frekvens av en EM bølge er, desto kortere bølgelengde, og jo lenger det kan reise før nedbrytning. Radiobølger som brukes av mobiltelefoner og trådløse telefoner er definert som ikke-ioniserende stråling. Ioniserende stråling er en prosess i fysikk hvor elektronene er strippet fra molekyler, og det kan føre til skader i humant vev. Trådløs telefon sendinger er mer energisk enn synlig lys, men mye mindre energisk enn EM-bølger som røntgen og gammastråling, som er farlige former for ioniserende stråling.

duplex Transmission

Grunnleggende former for telefonen er Citizens Band (CB) radioer og tidlige militære radiosendere som opererer som simplex enheter. De bruker en radiofrekvens, og kan bare sende eller motta, men ikke gjøre begge deler samtidig. Dette begrenser dem til en maksimal rekkevidde på omtrent fem miles. Mobiltelefoner bruke en mer sofistikert form av dette prinsipp, er kjent som frekvensdelt dupleks eller duplex for kort, hvor telefonen bruker mer enn en EM-frekvens for å sende og motta. Opp til 1,664 frekvenskanaler kan brukes av en mobiltelefon, gir det muligheten til å koble til andre telefoner på mye større avstander.

trilateration

Mobiltelefoner generelt har innebygd Global Positioning System (GPS) forbindelser til bane satellitter. Dette gjøres for å sikre at noen kan være plassert lett i en nødssituasjon, og for å bytte signalforbindelser mellom staver under kjøring. Det er 24 til 32 virke GPS-satellitter i bane til enhver tid. En mobiltelefon må plukke opp signaler fra minst tre av dem til å utføre det som kalles trilateration, et system for å bestemme plassering basert på tre faste punkter i rommet. Siden satellittene er i faste punkter i bane over jorden og alltid sender, telefon GPS-systemer tillater en plassering skal fastsettes innen 30 fot eller mindre.