af Robert Hasen, Ph. D., George Mason University
funktioner af mikrobølgestråling
mikrobølger omfatter Elektromagnetisk stråling med bølgelængder fra Ca.en tredjedel af en millimeter op til en tredjedel af en meter eller omkring en fod lang. Denne rækkevidde overlapper med de korteste radiobølger, og der er ingen klar kløft mellem radio og mikrobølgeovn. Mikrobølgefrekvenser varierer derfor på grund af deres længde fra omkring en milliard til omkring hundrede milliarder cyklusser pr.
det er en til hundrede gigaherts. En gigahert er en milliard cykler i sekundet. Mikrobølger produceres primært af et hurtigt oscillerende elektrisk felt eller magnetfelt, og de finder en række almindelige anvendelser inden for teknologier.
dette er et transkript fra videoserien videnskabens glæde. Se det nu, på Vondrium.
mikrobølger derhjemme
sandsynligvis er den hyppigste daglige anvendelse af mikrobølger i mikrobølgeovne. Mikrobølgeovnen er afhængig af, at vandmolekylerne, der findes i alle forskellige slags fødevarer, faktisk absorberer mikrobølger med en bestemt frekvens, 2,45 gigaherts.
når en frekvens på 2,45 gigaherts påføres et vandmolekyle, begynder det at vibrere hurtigt og svinger ved den frekvens. Så her er en teknologi, der i vid udstrækning bruges i dag til opvarmning af mad, men også den bruges i mange forskellige teknologier og industrier, fordi andre bølgelængder i mikrobølger kan bruges til at opvarme andre slags materialer.
så det bruges nogle gange til at opvarme materialer i syntetiske laboratorier og så videre. Så mikrobølger finder udbredt anvendelse til opvarmningsapplikationer. Effekten af opvarmning med mikrobølger blev angiveligt opdaget af en fysiker ved navn Percy Spencer.
Sådan fungerer en mikrobølgeovn
mikrobølgeovnen er en smukt designet og meget enkel enhed. Det har en mikrobølgegenerator kaldet en magnetron. Og en magnetron er en enhed, der simpelthen er designet til at svinge et magnetfelt på omkring to og en halv gigaherts. Så denne enhed, som har en oscillator i en portion, producerer derefter mikrobølger, som derefter fokuseres og reflekteres gennem en ledning.
mikrobølgeovnen skal have to egenskaber. Den første er, at mikrobølger skal reflekteres fra den indvendige overflade, fordi hvis mikrobølgerne hældes i kassen, spredes de, hopper af og absorberes derefter til sidst af fødevaren.
men de udvendige vægge i mikrobølgeovnen skal være uigennemsigtige for mikrobølger, så de ikke lækker ud. Den anden hovedindretning i mikrobølgeovnen er en magnetron, som kun passer på siden af den kasse og pumper mikrobølger ind i kassen. Sådan fungerer mikrobølgeovnen.
Lær mere om tilstander af stof og ændringer af tilstand.
mikrobølger i kommunikation
en anden vigtig anvendelse af mikrobølger er i kommunikation. Mikrobølger kan fokuseres på en smal stråle, som en lommelygte. De er ikke let spredt af luft. Mikrobølger bruges til at foretage sikker og punkt-til-punkt-kommunikation, så folk på siden ikke er i stand til at hente denne transmission.
der er behov for at have en direkte synsfelt med mikrobølgekommunikation. Derfor er der mikrobølgereletårne, der prikker landskabet. Disse er høje tårne med slags ulige kegleformede enheder, og de peger i en eller anden retning. De forbinder forskellige mikrobølgetårne, så der er et kommunikationsnetværk af mikrobølgerelæstationer.
forresten bruger de fleste mobiltelefoner på et eller andet tidspunkt og også satellitkommunikation mikrobølgerelæer. Men håndsæt kan ikke have en punkt-til-punkt form for kommunikation, det skal udstråle signaler i alle retninger, fordi personen bevæger sig. Så, nogen kan lytte til samtalen, derfor er mobiltelefonsamtaler ikke sikre, selvom punkt-til-punkt mikrobølgekommunikation er.
hvordan mikrobølger bruges til at lave en Radar
Radar bruger reflektion af mikrobølger fra faste genstande. En radarantenne fungerer ofte som både sender og modtager. Mikrobølger sendes ud fra den skål, og så reflekteres de tilbage til skålen. Retninger, afstand og hastigheden af objektet kan bestemmes af radaren.
moderne militærradar er fantastisk. Det er så følsomt, at det siges, at man kan hente en husflyvning i en afstand af en kilometer med moderne militærradar. Så det er en meget følsom måde at hente afstanden, retningen og hastigheden på et objekt.
Radar kan fastklemmes på en række forskellige måder. Den ene er simpelthen at udsende en meget højintensiv mikrobølgestråle, der sumper radardetektoren. En anden er at droppe masser af stykker skinnende metalmateriale, der fungerer som Reflektorer og forvirrer radaren, fordi den opfanger så mange forskellige hits og ekkoer.
Lær mere om materialernes egenskaber.
Stealth teknologi mod mikrobølger
moderne militær arbejder i dag på stealth-teknologi. I de tidlige dage havde stealth-udstyr masser af flade, glatte overflader, og de flade overflader fungerede delvist som reflekterende spejle til mikrobølger. Spejllignende overflader er en måde at opnå en stealth slags udseende på.
det nyere stealth-udstyr har dog mikrobølge-absorberende materialer, som er meget glattere på deres overflade. Og så fungerer det på en lidt anden måde. Under alle omstændigheder kan du forestille dig, at nogle af disse stealth-krigere ser ud som en husflyvning på cirka en kilometer. De er så gode radarabsorberende materialer og er næsten usynlige for radar.
almindelige spørgsmål om mikrobølger
mikrobølger er meget udbredt i dag. Nogle af anvendelserne af mikrobølger inkluderer varmeapparater, kommunikationsenheder og radar.
en mikrobølgeovn har to funktioner. Mikrobølgeovnens hovedindretning kaldes en magnetron, der oscillerer et magnetfelt ved en bestemt frekvens. Denne oscillator producerer mikrobølger.
udsendelse af en mikrobølgestråle med høj intensitet kan blokere radarer. Skinnende genstande fungerer også som reflektorer, hvilket resulterer i, at radarer sidder fast.