Les micro-ondes sont un type de rayonnement électromagnétique, tout comme les ondes radio, le rayonnement ultraviolet, les rayons X et les rayons gamma. Les micro-ondes ont une gamme d’applications, y compris les communications, le radar et, peut-être mieux connu par la plupart des gens, la cuisine.
le rayonnement électromagnétique est transmis sous forme d’ondes ou de particules à différentes longueurs d’onde et fréquences. Cette large gamme de longueurs d’onde est connue sous le nom de spectre électromagnétique em spectrum)., Le spectre est généralement divisé en sept régions par ordre de longueur d’onde Décroissante et d’énergie et de fréquence croissantes. Les désignations courantes sont les ondes radio, les micro-ondes, l’infrarouge (IR), la lumière visible, l’ultraviolet (UV), les rayons X et les rayons gamma. Les micro-ondes tombent dans la gamme du spectre EM entre la lumière radio et infrarouge.
Les micro-ondes ont des fréquences allant d’environ 1 milliard de cycles par seconde, ou 1 gigahertz (GHz), jusqu’à environ 300 gigahertz et des longueurs d’onde d’environ 30 centimètres (12 pouces) à 1 millimètre (0,04 pouces), selon L’Encyclopedia Britannica. Cette région est en outre divisée en un certain nombre de bandes, avec des désignations telles que L, S, C, X et K, selon le livre de Ginger Butcher « Tour of the Electromagnetic Spectrum., »
Communications& radar
Les micro-ondes sont principalement utilisées pour les systèmes de communication point à point pour transmettre tous les types d’informations, y compris la voix, les données et la vidéo dans les formats analogiques et numériques, selon la Federal Communications Commission (FCC). Ils sont également utilisés pour le contrôle de surveillance et l’acquisition de données (SCADA) pour les machines à distance, les commutateurs, les vannes et les signaux.
Une autre application importante des micro-ondes est le radar. Le mot « radar » était à l’origine un acronyme pour RAdio Detection and Ranging., Avant la Seconde Guerre mondiale, les ingénieurs radio britanniques ont constaté que les ondes radio à courte longueur d’onde pouvaient rebondir sur des objets éloignés comme les navires et les avions, et que le signal de retour pouvait être détecté avec des antennes directionnelles très sensibles afin de déterminer la présence et l’emplacement de ces objets. L’utilisation du terme » radar » est devenue si courante qu’il est maintenant un mot en soi, et peut se référer à des systèmes qui utilisent des micro-ondes ou des ondes radio.
un fait historique peu connu est qu’une première installation radar a été construite au sommet de Kahuku Point sur la pointe la plus septentrionale d’Oahu., Selon le site Web de L’État D’Hawaï, la station a effectivement détecté la première vague d’avions japonais en route pour attaquer Pearl Harbor lorsque les avions étaient à 132 miles (212 kilomètres). Cependant, comme le système n’était en service que depuis deux semaines, il a été considéré comme peu fiable et l’avertissement a été ignoré. Au cours de la guerre, le radar a été amélioré et affiné, et il est depuis devenu un élément essentiel de la défense nationale et du contrôle civil du trafic aérien.
Le Radar a trouvé beaucoup d’autres utilisations, dont certaines exploitent l’effet Doppler., Un exemple de l’effet Doppler peut être démontré par une ambulance approchant: à l’approche, le son de la sirène semble monter en hauteur, jusqu’à ce qu’elle gémisse. Puis, alors qu’elle recule au loin, la sirène semble baisser en tangage.
Robert Mayanovic, professeur de physique à L’Université D’État du Missouri, a déclaré que le radar Doppler, qui utilise souvent des micro-ondes, est utilisé pour le contrôle de la circulation aérienne et l’application des limites de vitesse des véhicules., Lorsqu’un objet s’approche de l’antenne, les micro-ondes de retour sont comprimées et ont donc une longueur d’onde plus courte et une fréquence plus élevée. Inversement, les ondes de retour des objets qui s’éloignent sont allongées et ont une longueur d’onde plus longue et une fréquence plus faible. En mesurant ce décalage de fréquence, la vitesse d’un objet vers ou loin de l’antenne peut être déterminée.
Les applications courantes de ce principe comprennent les détecteurs de mouvement simples, les pistolets radar pour l’application des limites de vitesse, les altimètres radar et les radars météorologiques qui peuvent suivre le mouvement 3D des gouttelettes d’eau dans l’atmosphère., Ces applications sont appelées détection active, car les micro-ondes sont transmises et les signaux réfléchis sont reçus et analysés. En détection passive, les sources naturelles de micro-ondes sont observées et analysées. Bon nombre de ces observations sont effectuées par des satellites qui regardent la terre ou dans l’espace.
micro-ondes sources de chaleur
l’Une des utilisations les plus courantes d’un micro-ondes est de réchauffer rapidement les aliments. Les fours à micro-ondes sont possibles car les micro-ondes peuvent être utilisées pour transmettre de l’énergie thermique. La découverte de ce phénomène était purement accidentelle., Dans son livre, » ils ont tous ri…: Des ampoules aux Lasers: les histoires fascinantes derrière les grandes Inventions qui ont changé nos vies » (HarperCollins, 1992), L’auteur Ira Flatow raconte l’histoire de l’invention du four à micro-ondes: « peu de temps après la Seconde Guerre mondiale, Percy L. Spencer, un génie de l’électronique et héros de guerre, visitait l’un de ses laboratoires à la Spencer s’est arrêté devant un magnétron, le tube d’alimentation qui entraîne un radar. Soudain, il remarqua qu’une barre chocolatée dans sa poche avait commencé à fondre., »Une enquête plus approfondie l’a conduit à fabriquer le premier lot de maïs soufflé au micro-ondes ainsi que le premier œuf qui explose.
Les premiers fours à micro-ondes étaient assez grands et chers, mais ils sont depuis devenus si abordables qu’ils sont communs dans les maisons du monde entier. Les systèmes de chauffage par micro-ondes sont également utilisés dans un certain nombre d’applications industrielles, y compris le traitement des aliments, des produits chimiques et des matériaux dans les opérations par lots et continues.,
sources micro-ondes naturelles
Les Radioastronomes effectuent des observations dans la région des micro-ondes, mais en raison de l’atténuation par l’atmosphère, la plupart de ces études sont effectuées à l’aide de ballons à haute altitude ou de satellites., Cependant, l’observation la plus célèbre des micro-ondes extraterrestres a peut-être été menée par deux scientifiques de Bell Labs travaillant sur un système de télécommunications utilisant une grande antenne à corne au sol.
selon le site SCIENTIFIQUE DE LA NASA, « en 1965, en utilisant de longues micro-ondes en bande L, Arno Penzias et Robert Wilson, scientifiques aux Bell Labs, ont fait une découverte incroyable tout à fait par accident: ils ont détecté le bruit de fond à l’aide d’une antenne spéciale à faible bruit. La chose étrange à propos du bruit était qu’il venait de toutes les directions et ne semblait pas varier en intensité beaucoup du tout., Si cette statique venait de quelque chose sur notre planète, comme les transmissions radio d’une tour de contrôle d’aéroport à proximité, elle ne viendrait que d’une direction, pas partout. Les scientifiques du Bell Lab se sont vite rendu compte qu’ils avaient découvert par hasard le rayonnement de fond cosmique des micro-ondes. Ce rayonnement, qui remplit tout l’univers, est un indice de son début, connu sous le nom de Big Bang. »
Penzias et Wilson ont reçu le prix Nobel de physique 1978 pour leur découverte. Le rayonnement de fond cosmique des micro-ondes a depuis été cartographié avec une grande précision par les satellites., Ces observations ont révélé les infimes variations de température qui ont finalement évolué vers les amas galactiques que nous voyons aujourd’hui.
L’analyse de ce rayonnement de fond a également donné aux astronomes des indices sur la composition de l’univers, et les scientifiques pensent maintenant que 95% du cosmos est composé de matière et d’énergie qui ne peuvent pas être « détectées » avec des instruments conventionnels, ce qui conduit aux noms matière noire et énergie noire., L’analyse Future de ce rayonnement de fond pourrait apporter un éclairage supplémentaire sur ce qui s’est passé peu de temps après la naissance de l’univers — et, potentiellement, même avant que cet univers existe, selon certains modèles cosmiques.
rapports supplémentaires de Charles Q. Choi, contributeur Live Science.