Fale elektromagnetyczne 

i ich podział

Michał Sitarz kl. III Nb

Fala elektromagnetyczna

Fale elektromagnetyczne  są to zaburzenia pola elektromagnetycznego. 
W pustej przestrzeni pole elekromagnetyczne opisane jest układem 
równań Maxwella o postaci równania falowego (poniżej). W zależności od 
długości fali fale e-m określa się mianem fal radiowych (długich, średnich, 
krótkich, ultrakrótkich i mikrofal) itd.

gdzie:
Δ – laplasjan,
H – wektor natężenia pola magnetycznego,
E – wektor natężenia pola elektrostatycznego,
c – prędkość fazowa światła

Fale radiowe (promieniowanie radiowe) – promieniowanie 
elektromagnetyczne, które może być wytwarzane przez prąd 
przemienny płynący w antenie. Uznaje się, że falami radiowymi są fale 
o częstotliwości 3 kHz – 3 THz (3·10

3

 – 3·10

12

 Hz). Wg literatury 

zachodniej zakres częstotliwości obejmuje fale od 3 Hz. Zależnie od 
długości dzielą się na pasma radiowe.

Źródła fal radiowych:



naturalne: wyładowania atmosferyczne, zjawiska geologiczne we 
wnętrzu Ziemi, zorze polarne, gwiazdy, radiogalaktyki



sztuczne 

◦

zamierzone: nadajnik radiowy,

◦

zakłócenia/szumy: silniki komutatorowe, instalacje prądu 
przemiennego (50/60 Hz; 400 Hz), styczniki, komputery, kuchenka 
mikrofalowa, przetwornice zasilające, falowniki i regulatory 
tyrystorowe, piece indukcyjne i łukowe, spawarki, zapłon 
elektryczny (iskrowy) silników cieplnych, lampy wyładowcze, 
eksplozja nuklearna (impuls elektromagnetyczny).

Propagacja Fal Radiowych

Propagacja fal radiowych – rozprzestrzenianie się fal radiowych 
zależne zarówno od właściwości samych fal (np. częstotliwości, 
polaryzacji), jak i warunków panujących w środowisku, w którym fale 
te się rozchodzą.

W zależności od decydującego wpływu środowiska na sposoby 
rozchodzenia się fal radiowych rozróżnia się następujące ich rodzaje:



fala w wolnej przestrzeni,



fala przyziemna,



fala troposferyczna,



fala jonosferyczna.

Pojęciem 

wolnej przestrzeni 

określa się idealną próżnię, w której 

fale radiowe rozchodzą się w sposób całkowicie swobodny. 
Przykładem takiej wolnej przestrzeni jest przestrzeń kosmiczna.

Fala przyziemna może rozchodzić się jako:



fala przestrzenna (bezpośrednia lub odbita od powierzchni Ziemi)



fala powierzchniowa (jest emitowana przez antenę nadawczą, 
umieszczoną na niewielkiej wysokości nad Ziemią, i rozchodzi się 
wzdłuż jej powierzchni)

Rozchodzenie się 

fali przyziemnej 

w dużym stopniu zależy od 

parametrów elektrycznych powierzchniowych warstw Ziemi (od jej 
struktury, temperatury, wilgotności) oraz pokrycia terenowego (lasy, 
budynki itp.).

Falą troposferyczną 

nazywa się falę, która dociera do odbiornika 

dzięki refrakcji (załamaniu) w troposferze. Rozchodzenie się fal 
radiowych w troposferze w dużym stopniu jest uzależnione od 
warunków meteorologicznych, które wpływają na wielkość 
odchylenia fali od prostoliniowej propagacji w warstwie oraz poprzez 
tłumienie energii fal przez mgłę i opady atmosferyczne.

Falą jonosferyczną 

nazywa się falę, która dociera do odbiornika 

dzięki odbiciu od warstwy o określonej gęstości swobodnych 
elektronów w częściowo zjonizowanej jonosferze. Dotyczy to głównie 
propagacji fal krótkich. Podstawowym źródłem jonizacji zewnętrznej 
atmosfery ziemskiej jest promieniowanie Słońca, promieniowanie 
kosmiczne, być może nawet światło Księżyca (szczególnie w pełni), 
a na wysokości około 100 km – meteory.

Rozchodzenie się fal

Fale długie 

obejmują zakres częstotliwości od 30 do 300 kHz (od 

10 do 1 km). Fale dłuższe od 20 km nazywają się falami bardzo 
długimi. Fale długie rozchodzą się w postaci fali powierzchniowej na 
dość duże odległości. Jednakże już w odległości 1000 do 2000 km od 
nadajnika natężenie pola fali jonosferycznej przewyższa natężenie 
fali powierzchniowej. Warunki propagacyjne fal długich ulegają 
małym i powolnym zmianom w czasie, bardziej zmieniając się w 
okresach anomalnej jonizacji w niskiej jonosferze, rejestrowanej po 
rozbłyskach.

Fale średnie 

obejmują zakres częstotliwości od 300 kHz do 3 MHz 

(od 1000 do 100 m) i rozchodzą się w przestrzeni zarówno jako fale 
powierzchniowe, jak również jako fale jonosferyczne.
Odbiór tych fal jest zapewniony przez całą dobę na dość równym 
poziomie w zasięgu około 60–120 km (zależnie od długości fali i 
mocy nadajnika). Radiostacje bardziej odległe (300–1500 km) są 
odbierane tylko nocą dzięki falom odbitym od niższych warstw 
jonosfery. Odbiór fal odbitych ulega dość silnym wahaniom, zaś 
wzajemna interferencja fali przyziemnej i odbitej od jonosfery, 
powoduje powstanie zaników sygnału odbieranego, któremu 
towarzyszą silne zniekształcenia nieliniowe i liniowe. O zasięgu 
dziennym na falach średnich decydują fale powierzchniowe. 
Największy zasięg uzyskuje się nad morzem, a najmniejszy w 
terenie pagórkowatym oraz ponad obszarami o małej przewodności 
(piaski, nawierzchnie z piaskowca w obszarach zurbanizowanych).

Fale krótkie 

obejmują zakres częstotliwości od 3 MHz do 30 MHz 

(od 100 do 10 m). Fale powierzchniowe tego zakresu zanikają już w 
odległości od kilku do kilkudziesięciu kilometrów. Odbiór fal krótkich 
odbywa się głównie z wykorzystaniem fal jonosferycznych.
Wśród wielu czynników decydujących o propagacji fal krótkich 
bardzo istotne są zmiany poziomu aktywności słonecznej. Średnio co 
11 lat na powierzchni Słońca, gdy obserwuje się wiele plam 
słonecznych, rejestrowane są rozbłyski słoneczne, które ograniczają 
zakres propagacji fali jonosferycznej.

Zakres 

fal ultrakrótkich 

obejmuje częstotliwości od 30 MHz do 300 

MHz (od 10 do 1 m). Fale te zwykle nie odbijają się od jonosfery. Fale 
ultrakrótkie – podobnie jak światło – są falami 
elektromagnetycznymi, dobrze przenikają np. przez mgłę i dym, ale 
także poprzez jonosferę umożliwiając, poza niektórymi etapami lotu, 
łączność z kosmonautami i statkami kosmicznymi. Wyjątkiem jest 
propagacja spowodowana pojawieniem się sporadycznej warstwy 
Es, dzięki której sygnał stacji radiowej można odebrać nawet od 
kilkuset do kilku tysięcy kilometrów od nadajnika.
Obszarem najlepszego odbioru fal ultrakrótkich jest zawsze obszar 
widzialności optycznej. Poza horyzontem optycznym natężenie pola 
elektromagnetycznego wytwarzanego przez nadajnik 
ultrakrótkofalowy szybko maleje.

Podział pasma radiowego

Nazwa fal

Skrót

Częstotliwość

Długość

Nazwa 
angielska

Skrót angielski Uwagi

3-30 Hz

10-100 tys. km

Extremely low 
frequency

ELF

30-300 Hz

1-10 tys. km

Super low 
frequency

SLF

300-3000 Hz

100-1000 km

Ultra low 
frequency

ULF

fale 
myriametrowe, 
fale bardzo 
długie

3-30 kHz

10-100 km

Very low 
frequency

VLF

fale 
kilometrowe, 
fale długie

Dł, DF, D

30-300 kHz

1-10 km

Low frequency

LF

fale 
hektometrowe, 
fale średnie

Śr, ŚF, Ś

300-3000 kHz

100-1000 m

Medium frequency MF

fale 
dekametrowe, 
fale krótkie

KF, KR, K

3-30 MHz

10-100 m

High frequency

HF

fale metrowe, 
fale ultrakrótkie

UKF

30-300 MHz

1-10 m

Very high 
frequency

VHF

fale 
decymetrowe

VKF

300-3000 MHz

100-1000 mm

Ultra high 
frequency

UHF

mikrofale

fale 
centymetrowe

3-30 GHz

10-100 mm

Super high 
frequency

SHF

fale milimetrowe

30-300 GHz

1-10 mm

Extremely high 
frequency

EHF

Fale 
submilimetrowe

300-3000 GHz

100-1000 μm

Dziękuję za uwagę 