Η μικροκυματική ακτινοβολία είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. ο πρόθεμα "μικρο-" σε μικροκύματα δεν σημαίνει ότι τα μικροκύματα έχουν μήκη κύματος μικρομέτρου, αλλά μάλλον αυτό τα μικροκύματα έχουν πολύ μικρά μήκη κύματος σε σύγκριση με τα παραδοσιακά ραδιοκύματα (1 mm έως 100.000 km μήκη κύματος). Στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, τα μικροκύματα πέφτουν μεταξύ υπέρυθρης ακτινοβολίας και ραδιοκυμάτων.
Συχνότητες
Η μικροκυματική ακτινοβολία έχει α συχνότητα μεταξύ 300 MHz και 300 GHz (1 GHz έως 100 GHz σε ραδιοεξοπλισμό) ή α μήκος κύματος που κυμαίνεται από 0,1 cm έως 100 cm. Η σειρά περιλαμβάνει ραδιοζεύξεις SHF (εξαιρετικά υψηλή συχνότητα), UHF (εξαιρετικά υψηλή συχνότητα) και EHF (εξαιρετικά υψηλή συχνότητα ή χιλιοστομετρικές).
Ενώ τα ραδιοκύματα χαμηλής συχνότητας μπορούν να ακολουθήσουν τα περιγράμματα της Γης και να αναπηδήσουν από τα στρώματα στο ατμόσφαιρα, τα μικροκύματα ταξινομούν μόνο τη γραμμή οράσεως, συνήθως περιορίζονται στα 30-40 μίλια πάνω στη Γη επιφάνεια. Μια άλλη σημαντική ιδιότητα της ακτινοβολίας μικροκυμάτων είναι ότι απορροφάται από την υγρασία. Ένα φαινόμενο που ονομάζεται
βροχή εξασθενίσει εμφανίζεται στο υψηλό τέλος της ζώνης μικροκυμάτων. Τα παρελθόντα 100 GHz, άλλα αέρια στην ατμόσφαιρα απορροφούν την ενέργεια, καθιστώντας αδιαφανείς τον αέρα στην περιοχή μικροκυμάτων, αν και διαφανείς το ορατό και υπέρυθρη περιοχή.Ονομασίες μπάντας
Επειδή η ακτινοβολία μικροκυμάτων εμπεριέχει ένα τόσο ευρύ εύρος μήκους κύματος / συχνότητας, υποδιαιρείται σε ονομασίες ζώνης ραντάρ IEEE, NATO, ΕΕ ή άλλων ραντάρ:
| Ονομασία μπάντας | Συχνότητα | Μήκος κύματος | Χρησιμοποιεί |
| L μπάντα | 1 έως 2 GHz | 15 έως 30 cm | ερασιτεχνικό ραδιόφωνο, κινητά τηλέφωνα, GPS, τηλεμετρία |
| S μπάντα | 2 έως 4 GHz | 7,5 έως 15 cm | ραδιοαστρονομία, ραντάρ καιρού, φούρνοι μικροκυμάτων, Bluetooth, μερικοί δορυφόροι επικοινωνίας, ερασιτεχνικό ραδιόφωνο, κινητά τηλέφωνα |
| C μπάντα | 4 έως 8 GHz | 3,75 έως 7,5 cm | ραδιόφωνο μεγάλου μήκους |
| Χ ζώνη | 8 έως 12 GHz | 25 έως 37,5 mm | δορυφορικές επικοινωνίες, επίγεια ευρυζωνική σύνδεση, διαστημικές επικοινωνίες, ερασιτεχνικό ραδιόφωνο, φασματοσκοπία |
| κu ζώνη | 12 έως 18 GHz | 16,7 έως 25 mm | δορυφορικές επικοινωνίες, φασματοσκοπία |
| Κ μπάντα | 18 έως 26,5 GHz | 11,3 έως 16,7 mm | δορυφορικές επικοινωνίες, φασματοσκοπία, ραντάρ αυτοκινήτου, αστρονομία |
| κένα ζώνη | 26,5 έως 40 GHz | Από 5,0 έως 11,3 mm | δορυφορικές επικοινωνίες, φασματοσκοπία |
| Q μπάντα | 33 έως 50 GHz | 6,0 έως 9,0 mm | αυτοκίνητο ραντάρ, μοριακή περιστροφική φασματοσκοπία, επίγεια επικοινωνία μικροκυμάτων, ραδιοαστρονομία, δορυφορικές επικοινωνίες |
| U μπάντα | Από 40 έως 60 GHz | Από 5,0 έως 7,5 mm | |
| V μπάντα | 50 έως 75 GHz | Από 4,0 έως 6,0 mm | μοριακή περιστροφική φασματοσκοπία, έρευνα σε χιλιοστά κύματα |
| W μπάντα | 75 έως 100 GHz | 2,7 έως 4,0 mm | ραντάρ στόχευση και παρακολούθηση, ραντάρ αυτοκινήτου, δορυφορική επικοινωνία |
| F μπάντα | Από 90 έως 140 GHz | 2,1 έως 3,3 mm | SHF, ραδιοαστρονομία, τα περισσότερα ραντάρ, δορυφορική τηλεόραση, ασύρματο LAN |
| D μπάντα | 110 έως 170 GHz | 1,8 έως 2,7 mm | EHF, ρελέ μικροκυμάτων, ενεργειακά όπλα, σαρωτές χιλιομετρικών κυμάτων, τηλεανίχνευση, ερασιτεχνικό ραδιόφωνο, ραδιοαστρονομία |
Χρησιμοποιεί
Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται κυρίως για επικοινωνίες, περιλαμβάνουν αναλογικές και ψηφιακές μεταδόσεις φωνής, δεδομένων και βίντεο. Χρησιμοποιούνται επίσης για ραντάρ (ανίχνευση ραδιόφωνο και βαθμονόμηση) για την ανίχνευση καιρού, τα όπλα ταχύτητας ραντάρ και τον έλεγχο της εναέριας κυκλοφορίας. Ραδιοτηλεσκόπια χρησιμοποιήστε μεγάλες κεραίες πιάτων για να καθορίσετε τις αποστάσεις, τις επιφάνειες χαρτών και να μελετήσετε ραδιοφωνικές υπογραφές από πλανήτες, νέφους, αστέρια και γαλαξίες. Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση θερμικής ενέργειας για τη θέρμανση των τροφίμων και άλλων υλικών.
Πηγές
Κοσμικό φούρνο μικροκυμάτων ακτινοβολία φόντου είναι μια φυσική πηγή μικροκυμάτων. Η ακτινοβολία μελετάται για να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν το Big Bang. Τα αστέρια, συμπεριλαμβανομένου του Ήλιου, είναι φυσικές πηγές μικροκυμάτων. Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, τα άτομα και τα μόρια μπορούν να εκπέμπουν μικροκύματα. Οι τεχνητές πηγές μικροκυμάτων περιλαμβάνουν φούρνους μικροκυμάτων, μασέρ, κυκλώματα, πύργους μετάδοσης επικοινωνίας και ραντάρ.
Είτε συσκευές στερεάς κατάστασης είτε ειδικοί σωλήνες κενού μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή μικροκυμάτων. Παραδείγματα συσκευών στερεάς κατάστασης περιλαμβάνουν μασίφ (ουσιαστικά λέιζερ όπου το φως βρίσκεται στην περιοχή μικροκυμάτων), διόδους Gunn, τρανζίστορ πεδίου-αποτελέσματος και διόδους ΙΜΡΑΤΤ. Οι γεννήτριες σωλήνων κενού χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητικά πεδία για να κατευθύνουν ηλεκτρόνια σε μια διαμορφωμένη σε πυκνότητα λειτουργία, όπου ομάδες ηλεκτρονίων περνούν μέσω της συσκευής και όχι από ένα ρεύμα. Αυτές οι συσκευές περιλαμβάνουν το klystron, το gyrotron και το magnetron.
Επιπτώσεις στην υγεία
Η ακτινοβολία μικροκυμάτων ονομάζεται "ακτινοβολία"επειδή εκπέμπει προς τα έξω και όχι επειδή είναι είτε ραδιενεργός είτε ιονιστική. Τα χαμηλά επίπεδα ακτινοβολίας μικροκυμάτων δεν είναι γνωστό ότι προκαλούν δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία. Ωστόσο, μερικές μελέτες δείχνουν ότι η μακροχρόνια έκθεση μπορεί να λειτουργήσει ως καρκινογόνος.
Η έκθεση σε μικροκύματα μπορεί να προκαλέσει καταρράκτη, καθώς η διηλεκτρική θέρμανση αποδιακρύνει τις πρωτεΐνες στον φακό του ματιού, μετατρέποντάς την γαλακτώδη. Ενώ όλοι οι ιστοί είναι επιρρεπείς σε θέρμανση, το μάτι είναι ιδιαίτερα ευάλωτο, επειδή δεν έχει αιμοφόρα αγγεία για να ρυθμίζει τη θερμοκρασία. Η ακτινοβολία μικροκυμάτων σχετίζεται με το ακουστικό αποτέλεσμα μικροκυμάτων, στην οποία η έκθεση σε μικροκύματα παράγει ήχους και κλικ. Αυτό οφείλεται στη θερμική διαστολή μέσα στο εσωτερικό αυτί.
Τα εγκαύματα μικροκυμάτων μπορούν να εμφανιστούν σε βαθύτερο ιστό - όχι μόνο στην επιφάνεια - επειδή τα μικροκύματα απορροφώνται πιο εύκολα από ιστό που περιέχει πολύ νερό. Ωστόσο, τα χαμηλότερα επίπεδα έκθεσης παράγουν θερμότητα χωρίς εγκαύματα. Αυτή η επίδραση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορους σκοπούς. Ο στρατός των Ηνωμένων Πολιτειών χρησιμοποιεί χιλιοστά κύματα για να αποκρούσει τους στοχευμένους ανθρώπους με δυσάρεστη ζέστη. Ως ένα άλλο παράδειγμα, το 1955, ο James Lovelock επανεντάχθηκε στους κατεψυγμένους αρουραίους χρησιμοποιώντας διαθερμία μικροκυμάτων.
Αναφορά
- Andjus, R.K.; Lovelock, J.E. (1955). "Αναγέννηση αρουραίων από θερμοκρασίες σώματος μεταξύ 0 και 1 ° C με διαθερμία μικροκυμάτων". Η Εφημερίδα της Φυσιολογίας. 128 (3): 541–546.