איך לחסום קרינת סלולר ורדיו? – כלוב פאראדיי

בניסוי הזה נראה איך אפשר להשתיק ולחסום לחלוטין טלפונים סלולריים באמצעות משהו פשוט מאוד בשם "כלוב פאראדיי" שאפשר להכין באמצעים ביתיים.

ציוד

• נייר אלומיניום (מכונה לפעמים גם "נייר כסף", אף על פי שהוא עשוי אלומיניום)
• מכשיר שקולט או משדר קרינה אלקטרומגנטית. זה יכול להיות טלפון סלולרי, טלפון נייד ביתי או מכשיר רדיו קטן

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הערה: יש מכשירים שהאנטנה שלהם מתכתית ואפשר לגעת בה (לדוגמה מכשיר אייפון 4, שהאנטנה שלו נמצאת סביבו). במכשירים כאלה יש להשתמש בכיסוי מגן מבודד מפלסטיק, או לעטוף את הטלפון בשקית ניילון סגורה היטב, אחרת נייר האלומיניום ייצור מגע חשמלי עם האנטנה. מגע כזה יהרוס את הכלוב ויאפשר לקרינה להגיע אל המכשיר ולצאת ממנו. כמו כן מומלץ לעטוף היטב בנייר אלומיניום, כך שלא ישאר אפילו לא פתח של מילימטר בנייר.

הסבר

מייקל פאראדיי היה מגדולי המדענים בהיסטוריה האנושית, הוא ביצע ניסויים מדעיים רבים וגילה תגליות רבות בתחומי הכימיה והפיסיקה – ובמיוחד בחקר החשמל.

בתקופה שבה עבד (המאה ה-19) היה ידוע על קיומם של כוחות משיכה ודחייה בין מטענים חשמליים. פאראדיי העלה את ההשערה שכל מטען חשמלי בעולם מוקף בשדה חשמלי בלתי נראה שמתפשט מהמטען אל החלל הסובב אותו. המדענים בבריטניה בתקופתו לעגו לו על השערתו, אבל מאוחר יותר גילה מדען אחר, ג'יימס מקסוול, שתחזיתו של פאראדיי הייתה נכונה ומדויקת.

כאשר מטען חשמלי זז, השדה החשמלי הסובב אותו נע ביחד איתו. אם נטלטל מטען חשמלי נוכל ליצור מעיין "גל" של שדה חשמלי – שידוע בשם "קרינה אלקטרומגנטית". באמצעות הקרינה הזו עובר המידע אל מכשירי רדיו וטלפונים ניידים – האנטנה של המכשיר מסוגלת לקלוט את הקרינה החלשה שמתפשטת במרחב ולהגביר אותה. קיימים סוגים רבים של קרינה או גלים אלקטרומגנטיים, למשל קרני רנטגן, אור תת-אדום, אור על-סגול, קרינת מיקרוגל, קרינת רדיו, ואפילו האור הרגיל הבא מהמנורות והפנסים שלנו הוא סוג של קרינה אלקטרומגנטית. כל ההבדל בין סוגי הקרינה השונים הוא תדירות הגל, כלומר מספר השיאים שיש לו בשנייה אחת.

תגלית אחרת של פאראדיי, שגם נקראת על שמו, היא כלוב פאראדיי – כינוי למבנה סגור שמרכב כולו מחומר שמוליך חשמל. חומר מוליך (למשל מתכת, כמו נייר האלומיניום שבו אנו משתמשים בניסוי הזה) מכיל אלקטרונים חופשיים, כלומר חלקיקים טעונים במטען חשמלי שחופשיים לנוע בתוכו (לכן הוא מוליך חשמל).

עוד לפני פאראדיי עשה מדען אחר, בשם קרל פרידריך גאוס, חישובים שהוכיחו שהשדה החשמלי בתוך מוליך חשמלי מתאפס. מכאן הבין פאראדיי שכאשר בונים מבנה שלם ממתכת, כמו כלוב, שדה אלקטרומגנטי שנמצא מחוץ לכלוב הזה לא יכול לחדור לתוכו. לכן הרדיו והטלפונים הניידים, שהתקשורת שלהם עם הסביבה מבוססת על קרינה ושדות אלקטרומגנטיים, משתתקים כשעוטפים אותם היטב בנייר אלומיניום (שימו לב שאם תשאירו חלק מהנייר פתוח, הניסוי לא יעבוד).

מי שמעוניין להרחיב עוד בנושא מוזמן לקרוא את התשובה על מיסוך קרינה במדור "שאל את המומחה".

מעניין לציין

פאראדיי המציא את כלוב פאראדיי הרבה לפני המצאת הרדיו והטלפון הנייד, ובכל זאת כלוב פאראדיי משמש אותנו בחיי היומיום. תנורי מיקרוגל, למשל, הם כלוב פאראדיי שלוכד את הקרינה בתוכם; מארזים של מחשבים ביתיים בנויים ממתכת כדי שישמשו כלוב פאראדיי; גם מכונית (למרות החלונות) היא כלוב פאראדי עבור גלי רדיו שהם גלים ארוכים יחסית, ולכן האנטנה של הרדיו חייבת לבלוט מחוץ למכונית, אחרת לא תהיה קליטה; אפילו מעליות דומות מאוד לכלוב פאראדי, כי הן עשויות מתכת ואטומות כמעט לחלוטין, ולכן כמעט שאי אפשר לקלוט בהן קרינה סלולרית.