Mikrovlnné žiarenie je typ elektromagnetická radiácia. prefix „Mikro“ v mikrovlnách neznamená, že mikrovlny majú mikrometrické vlnové dĺžky, ale skôr mikrovlny majú veľmi malé vlnové dĺžky v porovnaní s tradičnými rádiovými vlnami (1 mm až 100 000 km) vlnovej dĺžky). V elektromagnetickom spektre spadajú mikrovlny medzi infračervené žiarenie a rádiové vlny.
frekvencia
Mikrovlnné žiarenie má kmitočet medzi 300 MHz a 300 GHz (1 GHz až 100 GHz v rádiovom inžinierstve) alebo a vlnová dĺžka v rozmedzí od 0,1 cm do 100 cm. Rozsah zahŕňa rádiové pásma SHF (super vysokofrekvenčné), UHF (ultra vysokofrekvenčné) a EHF (extrémne vysoké frekvencie alebo milimetrové vlny).
Kým nízkofrekvenčné rádiové vlny môžu sledovať obrysy Zeme a odraziť vrstvy v atmosféra, mikrovlny cestujú iba s viditeľnosťou, zvyčajne obmedzené na 30 - 40 míľ od Zeme povrchom. Ďalšou dôležitou vlastnosťou mikrovlnného žiarenia je to, že je absorbované vlhkosťou. Fenomén zvaný blednúť dážď vyskytuje sa na hornom konci mikrovlnného pásma. Minulých 100 GHz absorbujú energiu ďalšie plyny v atmosfére, vďaka čomu je vzduch nepriehľadný v mikrovlnnom rozsahu, aj keď je v ňom priehľadný
viditeľné a infračervená oblasť.Označenia pásiem
Pretože mikrovlnné žiarenie zahŕňa taký široký rozsah vlnových dĺžok / frekvencií, rozdeľuje sa na IEEE, NATO, EÚ alebo iné označenia radarového pásma:
| Označenie pásma | kmitočet | vlnová dĺžka | použitie |
| L pásmo | 1 až 2 GHz | 15 až 30 cm | amatérske rádio, mobilné telefóny, GPS, telemetria |
| S pásmo | 2 až 4 GHz | 7,5 až 15 cm | rádioastronómia, meteorologický radar, mikrovlnné rúry, bluetooth, niektoré komunikačné satelity, amatérske rádio, mobilné telefóny |
| C pásmo | 4 až 8 GHz | 3,75 až 7,5 cm | diaľkové rádio |
| X pásmo | 8 až 12 GHz | 25 až 37,5 mm | satelitné komunikácie, pozemné širokopásmové pripojenie, vesmírne komunikácie, amatérske rádio, spektroskopia |
| Ku pruh | 12 až 18 GHz | 16,7 až 25 mm | satelitné komunikácie, spektroskopia |
| K pásmo | 18 až 26,5 GHz | 11,3 až 16,7 mm | satelitné komunikácie, spektroskopia, automobilové radary, astronómia |
| K pruh | 26,5 až 40 GHz | 5,0 až 11,3 mm | satelitné komunikácie, spektroskopia |
| Q pásmo | 33 až 50 GHz | 6,0 až 9,0 mm | automobilový radar, molekulárna rotačná spektroskopia, pozemná mikrovlnná komunikácia, rádioastronómia, satelitné komunikácie |
| U pásmo | 40 až 60 GHz | 5,0 až 7,5 mm | |
| V pásmo | 50 až 75 GHz | 4,0 až 6,0 mm | molekulárna rotačná spektroskopia, výskum v milimetrových vlnách |
| W pásmo | 75 až 100 GHz | 2,7 až 4,0 mm | radarové zameriavanie a sledovanie, automobilové radary, satelitná komunikácia |
| F pásmo | 90 až 140 GHz | 2,1 až 3,3 mm | SHF, rádioastronómia, väčšina radarov, satelitná televízia, bezdrôtová sieť LAN |
| D pásmo | 110 až 170 GHz | 1,8 až 2,7 mm | EHF, mikrovlnné relé, energetické zbrane, skenery milimetrových vĺn, diaľkové snímanie, amatérske rádio, rádioastronómia |
použitie
Mikrovlny sa používajú predovšetkým na komunikáciu, vrátane analógového a digitálneho prenosu hlasu, údajov a videa. Používajú sa tiež na radarové (RAdio Detection and Ranging) na sledovanie počasia, radarové rýchlostné delá a riadenie letovej prevádzky. Rádiové teleskopy na určovanie vzdialeností, mapových povrchov a štúdium rádiových podpisov z planét, hmlovín, hviezd a galaxií používajte veľké antény. Mikrovlny sa používajú na prenos tepelnej energie na ohrev potravín a iných materiálov.
zdroje
Kozmická mikrovlnná rúra žiarenie pozadia je prírodný zdroj mikrovĺn. Ožarovanie sa študuje s cieľom pomôcť vedcom pochopiť Veľký tresk. Hviezdy vrátane Slnka sú prírodné zdroje mikrovln. Atómy a molekuly môžu za správnych podmienok emitovať mikrovlny. Ľudské zdroje mikrovĺn zahŕňajú mikrovlnné rúry, masery, obvody, komunikačné prenosové veže a radary.
Na výrobu mikrovĺn sa môžu použiť buď polovodičové zariadenia alebo špeciálne vákuové trubice. Medzi príklady polovodičových zariadení patria masery (v podstate lasery, kde je svetlo v mikrovlnnom rozsahu), Gunnove diódy, tranzistory s poľným efektom a diódy IMPATT. Generátory vákuovej trubice na usmerňovanie využívajú elektromagnetické polia elektróny v režime modulovanom na hustotu, kde skupiny elektrónov prechádzajú cez zariadenie a nie prúd. Medzi tieto zariadenia patrí klystrón, gyrotron a magnetrón.
Účinky na zdravie
Mikrovlnné žiarenie sa nazýva „žiarenie„pretože vyžaruje smerom von a nie preto, že je to v prírode buď rádioaktívne, alebo ionizujúce. Nie je známe, že nízka úroveň mikrovlnného žiarenia má nepriaznivé účinky na zdravie. Niektoré štúdie však naznačujú, že dlhodobá expozícia môže pôsobiť ako karcinogén.
Mikrovlnná expozícia môže spôsobiť šedý zákal, pretože dielektrické zahrievanie denaturuje proteíny v očných šošovkách a spôsobuje ich mliečnu mliečnosť. Zatiaľ čo všetky tkanivá sú náchylné na zahrievanie, oko je obzvlášť zraniteľné, pretože nemá krvné cievy na moduláciu teploty. Mikrovlnné žiarenie je spojené s mikrovlnný zvukový efekt, pri ktorej vystavenie mikrovlnej rúre vytvára bzučiace zvuky a kliknutia. Je to spôsobené tepelnou expanziou vo vnútornom uchu.
Mikrovlnné popáleniny sa môžu vyskytovať v hlbších tkanivách - nielen na povrchu - pretože mikrovlny sa ľahšie absorbujú tkanivami, ktoré obsahujú veľa vody. Nižšia úroveň vystavenia však vytvára teplo bez popálenín. Tento efekt sa môže použiť na rôzne účely. Americká armáda používa milimetrové vlny na odpudzovanie cieľových osôb nepríjemným teplom. Ako ďalší príklad v roku 1955 James Lovelock znovu oživil mrazené potkany pomocou mikrovlnnej diatermie.
referencie
- Andjus, R.K.; Lovelock, J. E. (1955). "Opätovné očkovanie potkanov z telesných teplôt medzi 0 a 1 ° C pomocou mikrovlnnej diatermie". The Journal of Physiology. 128 (3): 541–546.