Mikrovlny a jejich běžné použití v technologii

Robert Hazen, Ph.D., George Mason University

vlastnosti mikrovlnného záření

mikrovlny zahrnují elektromagnetické záření s vlnovými délkami od asi třetiny milimetru do třetiny metru nebo asi nohy dlouhé. Tento rozsah se překrývá s nejkratšími rádiovými vlnami a mezi rádiem a mikrovlnnou troubou není jasné rozdělení. Mikrovlnné frekvence se díky své délce pohybují od asi jedné miliardy do asi sto miliard cyklů za sekundu.

to je jeden až sto gigahertzů. Gigahertz je miliarda cyklů za sekundu. Mikrovlny jsou vyráběny především rychlým oscilačním elektrickým polem nebo magnetickým polem a nacházejí řadu běžných použití v technologiích.

Toto je přepis z video série radost vědy. Sledujte to nyní, na Wondrium.

mikrovlny doma

pravděpodobně nejčastější každodenní aplikace mikrovln je v mikrovlnných troubách. Mikrovlnná trouba se spoléhá na skutečnost, že molekuly vody přítomné ve všech různých druzích potravin skutečně absorbují mikrovlny určité frekvence, 2, 45 gigahertzů.

když se na molekulu vody aplikuje frekvence 2,45 gigahertzů, začne rychle vibrovat a osciluje při této frekvenci. Takže tady je technologie, která je dnes široce používána pro ohřev potravin, ale také se používá v mnoha různých technologiích a průmyslových odvětvích, protože jiné vlnové délky v mikrovlnách mohou být použity k ohřevu jiných druhů materiálů.

takže se někdy používá k ohřevu materiálů v syntetických laboratořích a tak dále. Mikrovlny tak nacházejí široké využití pro topné aplikace. Účinek zahřívání mikrovlnami byl údajně objeven fyzikem jménem Percy Spencer.

jak funguje mikrovlnná trouba

mikrovlnná trouba je krásně navržené a velmi jednoduché zařízení. Má mikrovlnný generátor zvaný magnetron. A magnetron je zařízení, které je jednoduše navrženo tak, aby oscilovalo magnetické pole asi dva a půl gigahertzu. Toto zařízení, které má oscilátor v jedné části, pak vytváří mikrovlny, které jsou pak zaostřeny a odrazeny potrubím.

mikrovlnná trouba musí mít dvě vlastnosti. První je, že mikrovlny se musí odrážet od vnitřního povrchu, protože pokud se mikrovlny nalijí do krabice, rozptýlí se, odrazí se a nakonec jsou potravou absorbovány.

ale vnější stěny mikrovlnné trouby musí být pro mikrovlny neprůhledné, aby nevytekly. Dalším hlavním zařízením v mikrovlnné troubě je magnetron, který se vejde pouze na stranu této krabice a pumpuje mikrovlny do krabice. Tak funguje mikrovlnná trouba.

další informace o stavech hmoty a změnách stavu.

mikrovlny v komunikaci

další důležitou aplikací mikrovln je komunikace. Mikrovlny mohou být zaměřeny na úzký paprsek, jako baterka. Nejsou snadno rozptýleny vzduchem. Mikrovlny se používají k bezpečné a point-to-point komunikaci, takže lidé na straně nejsou schopni zachytit tento přenos.

je třeba mít přímou přímou viditelnost s mikrovlnnou komunikací. To je důvod, proč existují mikrovlnné reléové věže tečkované krajinou. Jedná se o vysoké věže s jakýmsi podivným kuželovitým zařízením a ukazují jedním nebo druhým směrem. Propojují různé mikrovlnné věže, takže existuje komunikační síť mikrovlnných reléových stanic.

mimochodem, většina mobilních telefonů v jednom nebo druhém bodě a také satelitní komunikace používají mikrovlnná relé. Ale telefony nemohou mít komunikaci typu point-to-point, musí vyzařovat signály ve všech směrech, protože se člověk pohybuje. Tak, kdokoli může poslouchat konverzaci, což je důvod, proč konverzace mobilních telefonů nejsou bezpečné, i když mikrovlnná komunikace point-to-point je.

jak se mikrovlny používají k výrobě radaru

Radar používá odraz mikrovln od pevných objektů. Radarová anténa často funguje jako vysílač i přijímač. Mikrovlny se z té misky vyvezou a pak se odrazí zpět do misky. Pokyny, vzdálenost a rychlost objektu lze určit radarem.

moderní vojenský radar je úžasný. Je to tak citlivé, že se říká, že člověk může vyzvednout housefly ve vzdálenosti míle s moderním vojenským radarem. Takže je to velmi citlivý způsob, jak zachytit vzdálenost, směr a rychlost objektu.

Radar může být zaseknutý mnoha různými způsoby. Jedním z nich je jednoduše vysílat mikrovlnný paprsek s velmi vysokou intenzitou, který zaplavuje radarový detektor. Dalším je upustit spoustu kusů lesklého kovového materiálu, které fungují jako reflektory a zaměňují radar, protože zachycuje tolik různých zásahů a Ozvěn.

další informace o vlastnostech materiálů.

Stealth technologie proti Mikrovlnám

moderní armády dnes pracují na technologii stealth. V počátcích, stealth zařízení mělo spoustu plochých, hladké povrchy, a ploché povrchy působily částečně jako odrazná zrcadla pro mikrovlny. Zrcadlové povrchy jsou jedním ze způsobů, jak dosáhnout tajného vzhledu.

novější stealth zařízení, ačkoli, má mikrovlnné pohlcující materiály, které jsou mnohem hladší na jejich povrchu. A tak to funguje trochu jinak. V každém případě si dokážete představit, že některé z těchto stealth bojovníků mají vzhled housefly asi na míli. Jsou to skvělé materiály absorbující radar a jsou pro radar téměř neviditelné.

časté otázky týkající se mikrovln