mikroaallot ovat eräänlainen sähkömagneettinen säteily, samoin radioaallot, ultraviolettisäteily, röntgensäteet ja gammasäteet. Mikroaalloilla on monenlaisia sovelluksia, kuten viestintä, tutka ja, ehkä parhaiten useimmat ihmiset, ruoanlaitto.
Sähkömagneettinen säteily lähetetään aaltoja tai hiukkasia eri aallonpituuksilla ja taajuudet. Tämä laaja aallonpituusalue tunnetaan nimellä Sähkömagneettinen spektri EM spectrum)., Spektri jaetaan yleensä seitsemään alueeseen aallonpituuden laskiessa ja energian ja taajuuden kasvaessa. Yhteiset nimitykset ovat radioaallot, mikroaallot, infrapuna (IR), näkyvä valo, ultravioletti – (UV), röntgen-ja gamma-säteet. Mikroaallot kuuluvat radio-ja infrapunavalon välisen EM-spektrin alueelle.
Mikroaallot ovat taajuudet vaihtelevat noin 1 miljardia kierrosta sekunnissa, tai 1 gigahertsin (GHz: n), jopa noin 300 gigahertsin ja aallonpituudet noin 30 cm (12 tuumaa) 1 millimetrin (0,04 tuumaa), mukaan Encyclopedia Britannica. Tämä alue on edelleen jaettu useita bändejä, joiden nimitykset, kuten L -, S -, C -, X-ja K-mukaan Inkivääri Teurastajan kirja ”Kiertue Sähkömagneettisen Spektrin.,”
Viestintä & tutka
Mikroaallot käytetään yleensä point-to-point viestintä järjestelmät välittää kaikenlaisia tietoja, mukaan lukien ääni -, data-ja video-sekä analogisia ja digitaalisia formaatteja, mukaan Federal Communications Commission (FCC). Niitä käytetään myös etäkoneiden, kytkimien, venttiilien ja signaalien valvontaan ja tiedonhankintaan (SCADA).
toinen tärkeä mikroaaltojen sovellus on tutka. Sana ”tutka” oli alun perin lyhenne Radiohavainnosta ja-vaihtelusta., Ennen World War II, Britannian radio-insinöörit totesi, että lyhyt aallonpituus radioaaltojen voisi olla kimposi kaukaisten kohteiden, kuten laivojen ja lentokoneiden, ja paluu signaali voidaan havaita erittäin herkkä antennit, joten läsnäolo ja sijainnit nämä esineet voidaan määrittää. ”Tutka” – termin käyttö on yleistynyt niin, että se on nyt sana itsessään ja voi viitata järjestelmiin, jotka käyttävät mikroaaltoja tai radioaaltoja.
vähän tunnettu historiallinen tosiasia on, että varhaisessa tutka asennus oli rakennettu huipulla Kahuku Kohta Oahu on pohjoisin kärki., Havaijin osavaltion verkkosivujen mukaan asema havaitsi todellisuudessa Japanilaiskoneiden ensimmäisen aallon matkalla hyökkäämään Pearl Harboriin, kun koneet olivat 212 kilometrin päässä. Koska järjestelmä oli kuitenkin ollut toiminnassa vain kaksi viikkoa, sitä pidettiin epäluotettavana ja varoitus jätettiin huomioimatta. Sodan aikana tutkaa parannettiin ja tarkennettiin, ja siitä on sittemmin tullut olennainen osa maanpuolustusta ja siviililennonjohtoa.
Tutka on löytänyt monia muita käyttötarkoituksia, joista osa hyödyntää Doppler-ilmiö., Esimerkiksi Doppler-vaikutus voi olla osoittaneet by lähestyvän ambulanssin: Koska se lähestyy, ääni sireeni näyttää nousevan piki, kunnes se on muureja, joita. Sitten, kun se vetäytyy etäisyyteen, sireeni näyttää laskevan pitch.
Robert Mayanovic, professori fysiikan at Missouri State University, sanoi, että Doppler-tutka, joka usein työllistää mikroaaltouuni, käytetään ilma-liikenteen ohjaus-ja ajoneuvoliikenteen nopeus-raja täytäntöönpanoa., Kun esine lähestyy antennia, palaavat mikroaallot tiivistyvät ja niillä on siten lyhyempi aallonpituus ja korkeampi taajuus. Toisaalta, tuotto-aallot esineet liikkuvat päässä on pitkänomainen ja on pidempi aallonpituus ja alempi taajuus. Mittaamalla tätä taajuussiirtoa voidaan määrittää kohteen nopeus antennia kohti tai poispäin.
Yleisiä sovelluksia tämä periaate sisältää yksinkertainen liiketunnistimet, tutka aseet for speed-limit täytäntöönpanoa, tutka korkeusmittarit ja sää tutka, joka voi seurata 3D motion vesipisarat ilmakehässä., Näitä sovelluksia kutsutaan aktiiviseksi tunnistamiseksi, koska mikroaallot lähetetään ja heijastetut signaalit vastaanotetaan ja analysoidaan. Passiivisessa aistimisessa havaitaan ja analysoidaan luonnollisia mikroaaltojen lähteitä. Monet näistä havainnoista tehdään satelliiteilla, jotka katsovat joko takaisin maahan tai ulos avaruuteen.
Mikroaaltouuni lämmön lähteistä
Yksi yleisimmistä käyttötarkoituksista on mikroaaltouuni lämmittää ruoan nopeasti. Mikroaaltouunit ovat mahdollisia, koska mikroaaltoja voidaan käyttää lämpöenergian välittämiseen. Ilmiön paljastuminen oli puhtaasti sattumaa., Hänen kirjassaan ” he kaikki nauroivat…: Valitse Lamput, Laserit: Kiehtovia Tarinoita Takana Suuri Keksintöjä, Jotka Ovat Muuttaneet Elämämme” (HarperCollins, 1992), kirjailija Ira Flatow kertoo tarinan keksintö mikroaaltouunin: ”Pian toisen maailmansodan jälkeen, Percy L. Spencer, elektroniikka nero ja sotasankari, oli touring yksi hänen laboratorioiden Raytheon Company. Spencer pysähtyi magnetronin eteen, tutkaa ohjaavan sähköputken eteen. Yhtäkkiä hän huomasi, että hänen taskussaan ollut karkkipatukka oli alkanut sulaa.,”Lisätutkimukset saivat hänet tekemään ensimmäisen erän mikro-popcornia sekä ensimmäisen räjähtävän munan.
ensimmäinen mikroaaltouunit olivat melko suuria ja kalliita, mutta ne ovat sittemmin tullut niin edullinen, että ne ovat yleisiä kodeissa ympäri maailmaa. Mikroaaltouuni lämmitys järjestelmiä käytetään myös monissa teollisissa sovelluksissa, kuten elintarvike -, kemian ja materiaalien käsittely sekä erän ja jatkuvaa toimintaa.,
Luonnollinen mikroaaltouuni lähteistä
Radio tähtitieteilijät tehdä havaintoja mikrossa alueella, mutta koska vaimennus ilmapiiri, useimmat näistä tutkimuksista on tehty käyttäen korkeilla ilmapalloja tai satelliitteja., Kuitenkin, ehkä kaikkein kuuluisin havainto ulkopuolisesta mikroaaltouuni suoritti kaksi Bell Labsin tutkijat työskentelevät telecommunications system käyttää suuren maa-pohjainen horn antenni.
Mukaan NASA Science verkkosivuilla, ”Vuonna 1965, käyttäen pitkä, L-band mikroaaltouuni, Arno Penzias ja Robert Wilson, tutkijat Bell Labs, tehty uskomaton löytö, aivan vahingossa: Ne havaitaan taustamelua käyttämällä erityistä matala-melu-antenni. Outoa melussa oli se, että se tuli joka suunnasta eikä tuntunut vaihtelevan voimakkuudeltaan juuri lainkaan., Jos tämä staattinen olivat jotain planeetallamme, kuten radio-lähetykset lähellä lentoaseman lennonjohtotorni, se olisi tulla vain yhdestä suunnasta, ei kaikkialla. Bell Labin tutkijat huomasivat pian löytäneensä serendipitouslyisesti kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn. Tämä säteily, joka täyttää koko maailmankaikkeuden, on johtolanka sen alkuun, joka tunnetaan alkuräjähdyksenä.”
Penzias ja Wilson saivat löydöstään vuoden 1978 Nobelin fysiikanpalkinnon. Satelliitit ovat sittemmin kartoittaneet kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn erittäin tarkasti., Nämä havainnot ovat paljastaneet minuutin lämpötilan vaihtelut, se lopulta kehittynyt galaktinen klustereita näemme tänään.
Analyysi tämän taustasäteily on myös antanut tähtitieteilijöille vihjeitä koostumus maailmankaikkeuden, ja tutkijat nyt sitä mieltä, noin 95 prosenttia maailmankaikkeudesta on ainetta ja energiaa, että ei voi ”aistia” tavanomaisten instrumenttien, jotka johtavat nimet pimeä aine ja pimeä energia., Tämän taustasäteilyn tuleva analysointi saattaa antaa lisävalaistusta siihen, mitä tapahtui pian maailmankaikkeuden syntymän jälkeen — ja mahdollisesti jo ennen tämän maailmankaikkeuden olemassaoloa, joidenkin kosmisten mallien mukaan.
Live Science-rahoittaja Charles Q. Choin lisäraportointi.