Promieniowanie mikrofalowe jest rodzajem promieniowanie elektromagnetyczne. The prefiks „mikro-” w mikrofalach nie oznacza, że mikrofale mają długości fali w mikrometrach, ale raczej to mikrofale mają bardzo małe długości fali w porównaniu z tradycyjnymi falami radiowymi (od 1 mm do 100 000 km) długości fal). W widmie elektromagnetycznym mikrofale padają między promieniowaniem podczerwonym a falami radiowymi.
Częstotliwości
Promieniowanie mikrofalowe ma częstotliwość od 300 MHz do 300 GHz (od 1 GHz do 100 GHz w inżynierii radiowej) lub długość fali od 0,1 cm do 100 cm. Zasięg obejmuje pasma radiowe SHF (super wysoka częstotliwość), UHF (ultra wysoka częstotliwość) i EHF (bardzo wysoka częstotliwość lub fale milimetrowe).
Fale radiowe o niższej częstotliwości mogą podążać za konturami Ziemi i odbijać się od warstw w Ziemi atmosfera, mikrofale podróżują tylko w linii widzenia, zwykle ograniczonej do 30-40 mil na Ziemi powierzchnia. Inną ważną właściwością promieniowania mikrofalowego jest to, że pochłania go wilgoć. Zjawisko zwane
zanikać deszcz występuje na górnym końcu pasma mikrofalowego. Po przekroczeniu 100 GHz inne gazy w atmosferze pochłaniają energię, przez co powietrze jest nieprzezroczyste w zakresie mikrofal, chociaż jest przezroczyste widoczne i region podczerwieni.Oznaczenia zespołów
Ponieważ promieniowanie mikrofalowe obejmuje tak szeroki zakres długości fali / częstotliwości, jest ono podzielone na IEEE, NATO, UE lub inne oznaczenia pasma radaru:
| Oznaczenie zespołu | Częstotliwość | Długość fali | Używa |
| Pasmo L. | 1 do 2 GHz | 15 do 30 cm | radio amatorskie, telefony komórkowe, GPS, telemetria |
| Pasmo S. | 2 do 4 GHz | 7,5 do 15 cm | radioastronomia, radar pogodowy, kuchenki mikrofalowe, Bluetooth, niektóre satelity komunikacyjne, radio amatorskie, telefony komórkowe |
| Pasmo C. | 4 do 8 GHz | Od 3,75 do 7,5 cm | radio dalekobieżne |
| Pasmo X | 8 do 12 GHz | Od 25 do 37,5 mm | łączność satelitarna, naziemne łącza szerokopasmowe, łączność kosmiczna, radio amatorskie, spektroskopia |
| K.u zespół muzyczny | 12 do 18 GHz | 16,7–25 mm | komunikacja satelitarna, spektroskopia |
| Pasmo K. | 18 do 26,5 GHz | 11,3 do 16,7 mm | komunikacja satelitarna, spektroskopia, radar samochodowy, astronomia |
| K.za zespół muzyczny | 26,5 do 40 GHz | 5,0 do 11,3 mm | komunikacja satelitarna, spektroskopia |
| Pasmo Q. | 33 do 50 GHz | 6,0 do 9,0 mm | radar samochodowy, molekularna spektroskopia rotacyjna, naziemna komunikacja mikrofalowa, radioastronomia, komunikacja satelitarna |
| Pasmo U | 40 do 60 GHz | 5,0 do 7,5 mm | |
| Pasmo V. | 50–75 GHz | 4,0 do 6,0 mm | molekularna spektroskopia rotacyjna, badania fal milimetrowych |
| Pasmo W. | 75 do 100 GHz | 2,7 do 4,0 mm | celowanie i śledzenie radarów, radar samochodowy, komunikacja satelitarna |
| Pasmo F. | 90 do 140 GHz | 2,1 do 3,3 mm | SHF, radioastronomia, większość radarów, telewizja satelitarna, bezprzewodowa sieć LAN |
| Pasmo D. | 110 do 170 GHz | Od 1,8 do 2,7 mm | EHF, przekaźniki mikrofalowe, broń energetyczna, skanery fal milimetrowych, teledetekcja, radio amatorskie, radioastronomia |
Używa
Mikrofale są wykorzystywane przede wszystkim do komunikacji, w tym analogowej i cyfrowej transmisji głosu, danych i wideo. Są one również wykorzystywane do radaru (RAdio Detection and Ranging) do śledzenia pogody, fotoradarów radarowych i kontroli ruchu lotniczego. Teleskopy radiowe używaj anten antenowych do określania odległości, map powierzchni i badaj podpisy radiowe z planet, mgławic, gwiazd i galaktyk. Mikrofale są wykorzystywane do przekazywania energii cieplnej do podgrzewania żywności i innych materiałów.
Źródła
Kosmiczna kuchenka mikrofalowa promieniowanie tła jest naturalnym źródłem mikrofal. Promieniowanie jest badane, aby pomóc naukowcom zrozumieć Wielki Wybuch. Gwiazdy, w tym Słońce, są naturalnymi źródłami mikrofal. W odpowiednich warunkach atomy i cząsteczki mogą emitować mikrofale. Źródła mikrofal wytwarzane przez człowieka obejmują kuchenki mikrofalowe, masery, obwody, wieże transmisyjne i radar.
Do wytwarzania mikrofal można użyć urządzeń półprzewodnikowych lub specjalnych lamp próżniowych. Przykłady urządzeń półprzewodnikowych obejmują masery (głównie lasery, w których światło znajduje się w zakresie mikrofal), diody Gunna, tranzystory polowe i diody IMPATT. Generatory lampowe wykorzystują pola elektromagnetyczne do kierowania elektrony w trybie modulowanym gęstością, w którym grupy elektronów przechodzą raczej przez urządzenie niż strumień. Urządzenia te obejmują klistron, żyrotron i magnetron.
Efekty zdrowotne
Promieniowanie mikrofalowe nazywa się „promieniowanie„ponieważ promieniuje na zewnątrz, a nie dlatego, że ma charakter promieniotwórczy lub jonizujący. Niski poziom promieniowania mikrofalowego nie powoduje szkodliwych skutków zdrowotnych. Jednak niektóre badania wskazują, że długotrwałe narażenie może działać jako czynnik rakotwórczy.
Ekspozycja na mikrofalę może powodować zaćmę, ponieważ ogrzewanie dielektryczne powoduje denaturację białek w soczewce oka, przez co staje się mleczna. Podczas gdy wszystkie tkanki są podatne na ogrzewanie, oko jest szczególnie wrażliwe, ponieważ nie ma naczyń krwionośnych do modulowania temperatury. Promieniowanie mikrofalowe jest związane z mikrofalowy efekt słuchowy, w którym ekspozycja mikrofalowa wydaje brzęczące dźwięki i kliknięcia. Jest to spowodowane rozszerzalnością termiczną ucha wewnętrznego.
Oparzenia mikrofalowe mogą wystąpić w głębszych tkankach - nie tylko na powierzchni - ponieważ mikrofale są łatwiej absorbowane przez tkanki, które zawierają dużo wody. Jednak niższe poziomy ekspozycji wytwarzają ciepło bez oparzeń. Ten efekt może być wykorzystywany do różnych celów. Wojsko Stanów Zjednoczonych wykorzystuje fale milimetrowe do odpychania atakowanych osób niewygodnym ciepłem. Jako kolejny przykład w 1955 roku James Lovelock ożywił zamrożone szczury za pomocą diatermii mikrofalowej.
Odniesienie
- Andjus, R.K.; Lovelock, J.E. (1955). „Reanimacja szczurów od temperatury ciała między 0 a 1 ° C za pomocą diatermii mikrofalowej”. The Journal of Physiology. 128 (3): 541–546.