Mikrobølgeovn er en type elektromagnetisk stråling, som er radiobølger, ultrafiolett stråling, røntgenstråling og gamma-stråler. Mikrobølger har en rekke programmer, inkludert kommunikasjon, radar og, kanskje best kjent av de fleste, matlaging.
Elektromagnetisk stråling er overført i bølger eller partikler ved ulike bølgelengder og frekvenser. Dette brede spekter av bølgelengder er kjent som det elektromagnetiske spekteret EM-spekteret)., Spekteret er vanligvis delt inn i syv regioner for å redusere bølgelengde og øke energi og frekvens. Vanlige betegnelser er radiobølger, mikrobølger, infrarød (IR), synlig lys, ultrafiolett (UV), røntgen og gamma-stråler. Mikrobølgeovn faller inn i rekken av EM-spekteret mellom radio og infrarødt lys.
Mikrobølgeovn ha frekvenser som varierer fra ca 1 milliard sykluser per sekund, eller 1 gigahertz (GHz), opp til ca 300 gigahertz og bølgelengder på rundt 30 cm (12 tommer) til 1 millimeter (0.04 tommer), i henhold til Encyclopedia Britannica. Denne regionen er videre delt inn i en rekke band, med betegnelser som L, S, C, X og K, i henhold til Ingefær Butcher ‘ s bok «Tour av det Elektromagnetiske Spekteret.,»
Kommunikasjon & radar
Mikrobølgeovn brukes for det meste for punkt-til-punkt kommunikasjon systems til å formidle alle typer informasjon, inkludert tale, data og video i både analoge og digitale formater, i henhold til FCC (Federal Communications Commission). De er også benyttet for supervisory control and data acquisition (SCADA) for eksterne maskiner, brytere, ventiler og signaler.
en Annen viktig anvendelse av mikrobølger er radar. Ordet «radar» var opprinnelig en forkortelse for RAdio Detection Og Alt., Før andre Verdenskrig, Britisk radio ingeniører funnet ut at kort bølgelengde radiobølger kan bli returnert av fjerne objekter som skip og fly, og retur signal kunne påvises med svært sensitive retningsstyrte antenner så tilstedeværelsen av, og plasseringen av disse objektene kan være bestemt. Bruk av begrepet «radar» har blitt så vanlig at det er nå et ord i og av seg selv, og kan referere til systemer som bruker mikrobølger eller radiobølger.
Et lite kjente historiske faktum er at en tidlig radar installasjonen ble bygget på toppen av Kahuku Punkt på Oahu nordligste spissen., I henhold til delstaten Hawaii ‘ s nettside, stasjonen faktisk oppdaget den første bølgen av Japanske fly på vei til å angripe Pearl Harbor når flyene 132 miles (212 kilometer) ut. Imidlertid, fordi systemet hadde vært i drift i bare to uker, det ble ansett som upålitelige, og den advarselen ble ignorert. I løpet av krigen, radar ble forbedret og raffinert, og det har siden blitt et viktig element i det nasjonale forsvaret og sivile air trafikk kontroll.
Radar har funnet mange andre bruker, noen som utnytter Doppler-effekten., Et eksempel på Doppler-effekten kan påvises ved en nærmer ambulanse: Som det nærmer seg, lyden av en sirene ser ut til å stige i banen, før det jammer av. Da, som det forsvinner i det fjerne, siren synes lavere i banen.
Robert Mayanovic, professor i fysikk ved Missouri State University, sa at Doppler radar, som ofte benytter mikrobølger brukes for luft trafikk kontroll og vehicular speed-limit håndheving., Når et objekt er nærmer antennen, den tilbake mikrobølgeovn er komprimert og dermed har kortere bølgelengde og høyere frekvens. I motsatt fall, tilbake bølger fra objekter som beveger seg bort er langstrakt og har en lengre bølgelengde og frekvens. Ved å måle denne frequency shift, hastigheten til et objekt mot eller bort fra antennen kan bestemmes.
Vanlige applikasjoner av dette prinsippet kan være enkle bevegelsesdetektorer, radar våpen for speed-limit håndhevelse, radar høydemetre og vær-radar som kan spore 3D bevegelse av vanndråper i atmosfæren., Disse programmene kalles aktiv sansing, fordi mikrobølgeovn er overført, og de reflekterte signalene mottatt og analysert. I passiv sensing, naturlige kilder av mikrobølger er observert og analysert. Mange av disse observasjonene er utført av satellitter ser enten tilbake på Jorda eller ut i verdensrommet.
Mikrobølgeovn varme kilder
En av de mest vanlige bruker av mikrobølger er å varme mat raskt. Mikrobølgeovner er mulig fordi mikrobølgeovn kan brukes til å overføre termisk energi. Oppdagelsen av dette fenomenet var rent tilfeldig., I sin bok, «Lo De Alle…: Fra Lyspærer til Lasere: De Fascinerende Historiene Bak de Store Oppfinnelser Som Har Endret Våre Liv» (HarperCollins, 1992), forfatter Ira Flatow forteller historien om oppfinnelsen av mikrobølgeovn: «Kort tid etter andre Verdenskrig, Percy L. Spencer, en elektronikk geni og krigshelt, var på turne en av sine laboratorier på Raytheon Company. Spencer stoppet foran en magnetron, power tube som driver en radar sett. Plutselig la han merke til at en candy bar i lommen hadde begynt å smelte.,»Videre undersøkelser førte ham til å gjøre den første batch av mikrobølgeovn popcorn, så vel som den første eksploderende egg.
Den første mikrobølgeovner var ganske store og dyre, men de har siden blitt så rimelige at de er vanlige i private hjem over hele verden. Mikrobølgeovn systemer for oppvarming er også brukt i en rekke industrielle applikasjoner, inkludert mat, kjemiske og materialer behandling i både bakst og kontinuerlig drift.,
Naturlig mikrobølgeovn kilder
Radio astronomer gjennomføre observasjoner i mikrobølgeovn regionen, men på grunn av reduksjon av atmosfæren, de fleste av disse studiene er gjort med høy varmekapasitet eller satellitter., Men kanskje det mest kjente observasjon av utenomjordisk mikrobølgeovn ble utført av to Bell Labs forskere som jobber på en telecommunications system ved hjelp av et stort jord-basert horn antenne.
Ifølge NASA Science nettstedet, «I 1965, ved hjelp av lange, L-bånds mikrobølgeovn, Arno Penzias og Robert Wilson, har forskere ved Bell Labs, laget en utrolig oppdagelse helt tilfeldig: De oppdaget bakgrunnsstøy ved hjelp av en spesiell lav-støy-antenne. Det merkelige med støy var at det var å komme fra alle retninger, og så ikke ut til å variere i intensitet mye i det hele tatt., Hvis dette statiske var fra noe på vår planet, for eksempel radio-sendinger fra en nærliggende flyplass-kontroll-tårnet, det ville bare komme fra én retning, ikke overalt. Bell Lab forskere innså snart at de hadde serendipitously oppdaget cosmic microwave background-stråling. Denne strålingen, som fyller hele universet, er en ledetråd til sin begynnelse, kjent som Big Bang.»
Penzias og Wilson ble tildelt 1978 nobelprisen i fysikk for sine oppdagelser. Cosmic microwave background stråling har siden blitt kartlagt med stor nøyaktighet av satellitter., Disse observasjonene har åpenbart liten temperaturvariasjoner som etter hvert utviklet seg inn i den galaktiske klynger vi ser i dag.
Analyse av denne bakgrunnen stråling har også gitt astronomene ledetråder til sammensetningen av universet, og forskere mener nå at om lag 95 prosent av kosmos består av materie og energi som ikke kan være «merket» med konvensjonelle instrumenter, som fører til navn mørk materie og mørk energi., Fremtidige analyser av denne bakgrunnen stråling kan kaste ytterligere lys over hva som skjedde kort tid etter fødselen av universet — og, potensielt, selv før dette universet eksisterte, i henhold til noen kosmisk modeller.
Ekstra rapportering av Charles Q. Choi, Live Science bidragsyter.