hva er det første som kommer til hjernen din når du hører begrepet » Mikrobølgeovn?»Vel, det må være mikrobølgeovnen som du kanskje har brukt nylig for oppvarming eller matlaging. En mikrobølgeovn er faktisk den mest populære anvendelsen av mikrobølgestråling; men hvis du tror at matlaging er det eneste mikrobølger er bra for, undervurderer du stort sett deres betydning i vårt daglige liv. Før vi diskuterer andre bruksområder av mikrobølger, la oss først forstå hva mener vi med begrepet » Mikrobølgeovn?»Det synlige lyset som gjør at vi kan se tingene som er tilstede rundt oss, er en del Av Det Elektromagnetiske spektret som inneholder flere andre typer stråling. I hovedsak ER ALLE EM-strålingene tverrgående elektriske og magnetiske bølger som reiser med lysets hastighet (bare i ledig plass) med forskjellige frekvenser og bølgelengder. Mikrobølgeovn er en SLIK em-stråling hvis bølgelengde ligger mellom området {10}^{-3} til {10}^{-1} meter, derav navnet » mikrobølgeovn.»De tilsvarende frekvensene ligger mellom rekkevidden av {3}{×}{10}^{9} – {3}{×}{10}^{11} Hz, noe som betyr at mikrobølger er mer energiske, og dermed er disse mer egnet for å bære signaler med mindre demping til et langt område. Slike dimensjoner har gjort mikrobølger arbeidsføre i flere programmer over tid. La oss ta en titt på noen bruksområder av mikrobølger:

1. Trådløs Kommunikasjon

Trådløs kommunikasjon er en av de mest fremragende underverkene av mikrobølgeovn teknologi. La oss prøve å forstå hvordan mikrobølger bidrar til å overføre data rundt om i verden. Når du bruker mobiltelefonen (eller andre trådløse enheter som bærbare datamaskiner, nettbrett, etc.), enten for internett eller å ringe, sender eller mottar den informasjon i form av usynlige mikrobølgestrålinger. Disse mikrobølgene hentes opp av celleantennen, overføres mot destinasjonsantennen, og til slutt til sluttbrukeren. Mer enn halvparten av verdens mobiloverføring foregår over sikre mikrobølgenettverksforbindelser. Kostnadseffektivitet er en av DE mest fremtredende særegenheter som gjør mikrobølger til et foretrukket alternativ for trådløs kommunikasjon mellom EM-spekteret. Mikrobølger er billigere å generere, langt raskere å installere, og nesten like sikre som kabeloverføringen. På grunn av deres lave demping kan mikrobølger reise effektivt gjennom luft, røyk, regn eller frost; imidlertid er deres rekkevidde begrenset av jordens krumning, da mikrobølgeovnen er en siktlinje. Dette problemet oppstår ved å inkorporere optiske fibre i overføringsprosessen. Optisk fiber bidrar til å overføre dataene til områdene der mikrobølger er utilstrekkelige på grunn av jordens krumning, eller områdene der fjellene kan forårsake hindringen. Over korte avstander (noen få kilometer) kan mikrobølge koblinger gi gigabit kapasitet, nok til at millioner av mennesker kan laste Opp Et Facebook-innlegg samtidig. Her er listen over noen mikrobølgebaserte kommunikasjonsteknologier som du kan komme over i ditt daglige liv.

• Bluetooth

• GSM, 2G gjennom 4G.

• Trådløse Bredbåndssystemer (Wi-Fi)

• Trådløse Lokale Nettverk (WLAN)

• Utendørs Kringkasting Overføring (F. Eks Nyheter Varebiler)

• Koble eksterne og regionale telefonsentraler til hoved børser uten behov for kobber / optisk fiber linjer

• Aircraft Communications Addressing And Reporting System (ACARS))

• Parabolantenne

• Kommunikasjonssystemer For Romfartøy

2. Navigasjon

i århundrer har menneskeheten utviklet flere metoder for å bringe presisjon til deres oppfatning av geologisk posisjon og navigasjon. Takket være satellittnavigasjonssystemene (satnavs), er mennesker ikke lenger avhengige av stjerner for å lede dem gjennom et ikke-kjent terreng. Mange av Oss er kjent Med Global Positioning System (GPS) som lokaliserer vår posisjon på jorden. Det er et tredelt system, inkludert satellitter, bakkestasjoner og mottakere. GPS bruker mikrobølger med hvert signal som har en unik frekvens, bølgelengde, amplitude, fase eller en kombinasjon av disse parametrene. Mikrobølgesignalene som sendes ut av disse satellittene, brukes til å beregne hvor langt de er fra hverandre (minst tre satellitter), og også fra enheten hvis plassering de måler. Denne prosessen er Kjent som Trilaterasjon. I dag er det flere regionale satnav-systemer som USAS GPS, Indias NAVIC, Russlands GLONASS,Kinas BieDuo Navigasjonssystem, Eus Galileo, etc.

3. Radar

Mikrobølgeteknologi har vært en integrert del av flere militære applikasjoner siden begynnelsen av Andre Verdenskrig. Faktisk er mikrobølgeteknologi allment ansett som noe som forandret løpet Av Andre Verdenskrig. spesielt var enheten som innlemmet mikrobølgeteknologi radaren(Radio Deteksjon Og Rekkevidde). Det er en radiolokasjonsteknikk der en radiobølgestråle sendes ut og minnes etter at den hopper tilbake fra enhver hindring i banen. Før Andre Verdenskrig ble kortbølge radiobølger, med frekvenser fra 3-30 MHz, brukt til deteksjon av fly, skip og andre artillerifartøy. Med fremskritt i airforce-teknologi var disse frekvensene ikke så effektive for forsvaret. Selv om langtrekkende mikrobølger hadde blitt oppdaget lenge før Andre Verdenskrig, var verktøyene som kreves for deres generasjon ikke tilgjengelige før 1920, da Albert Hull, En Amerikansk fysiker, først oppdaget hulromsmagnetronen. Skroget magnetron ble testet som en forsterker i radiomottakere og også som en lavfrekvent oscillator. Det ble funnet å generere en effekt på 15 kW med en frekvens på 20 kHz. Under Andre Verdenskrig bygde John Randall Og Harry Boot den moderne hulromsmagnetronen basert på Hulls konsept, Den første enheten som kunne produsere høyeffekts mikrobølgefrekvenser, noe som resulterte i centimeter-bånd radar. I dag, hans teknologi blir brukt i flere sektorer av ulike bransjer, inkludert fly plassering, marine trafikk navigasjon, av meteorologer for værmelding operasjoner, og også av lov enforcers å holde en sjekk på overspeeding biler ved å måle doppler-effekten.

4. Spektroskopi

Spektroskopi Er en analytisk teknikk primært basert på samspillet mellom materie og EM-stråling. Det er et av de viktigste verktøyene for å forstå strukturen og oppførselen til molekyler. Atomer og molekyler endrer sin tilstand når de samhandler MED EM-strålinger. Endringen kan observeres som utslipp av fotoner, noe som forårsaker en endring i noen av de spesifikke egenskapene til atomet eller molekylet som studeres. Bruk av mikrobølger for spektroskopi er hovedsakelig opptatt av overgangen av rotasjonsenerginivåer i molekylene; imidlertid kan bare molekyler med en permanent dipol som endres ved rotasjon undersøkes ved hjelp av mikrobølgespektroskopi. Dette skyldes at det må være en ladningsforskjell over molekylet for fotonets oscillerende felt for å gi et dreiemoment på molekylet rundt en akse som er vinkelrett på denne dipolen og som passerer gjennom molekylets massesenter. Mikrobølgespektroskopi utnytter fotonene i mikrobølgeområdet for å forårsake overganger mellom kvantrotasjonsenerginivåene til molekylene. En av de mest brukte spektroskopi teknikker som inkorporerer mikrobølgeovn frekvens er:

ESR ELLER EPR: Elektronspinnresonans, også kjent som Elektronparamagnetisk Resonans, er en spektroskopiteknikk som brukes til å studere molekylene med uparede elektroner. Når et magnetfelt påføres et slikt elektron, utøver det et dreiemoment på dipolmomentet til elektronen (dipolmomentet til elektronen oppstår fra det indre vinkelmomentet, eller «spinn» av elektronen). Dette dreiemomentet forårsaker splittelsen av de ellers skarpe spektrallinjene som er forbundet med hovedkvantetallet n, i flere tett linjeavstandslinjer som er forbundet med spinnkvantetallet, og angir retningen til elektronen i rommet (Zeeman-Effekten). Når mikrobølger påføres et slikt system, blir en mikrobølgefoton absorbert av elektronen, noe som forårsaker overgangen mellom to spinnkvantumtilstander, som tilfredsstiller resonanstilstanden. Det hjelper til med å bestemme Landes g-faktor ved å måle feltet og frekvensen der resonans oppstår, noe som igjen gir informasjon om naturen til atom-eller molekylorbitalet som inneholder den upparede elektronen.

5. Radioastronomi

siden begynnelsen av menneskelig sivilisasjon var våre forfedre fascinert av de små glitrende gjenstandene som finnes i nattehimmelen, som vi nå klassifiserer som himmelske gjenstander (for eksempel stjerner, planeter, måner, asteroider, etc.). Takket være mikrobølgeteknologi kan vi utvide omfanget av vår forståelse, ikke bare til nåtiden, men også til fortiden i vårt univers. De fleste av oss er kjent med statisk, eller støy (svarte og hvite piksler danser tilfeldig), som vi ser på en analog tv-skjerm når det ikke er noe spesifikt signal som kommer gjennom parabolantennen. På regnskap for alle forstyrrelser som kan oppstå i atmosfæren, en betydelig mengde av signalet som denne statiske konto er de elektromagnetiske bølger som faller inn under mikrobølgeområdet av spekteret. Hva er kilden til disse mikrobølgene? Vel, det kan overraske deg, men noe av det statiske er et bilde av vårt nyfødte univers.

Den beste forståelsen vi har om opprinnelsen til vårt univers er Gjennom Big Bang-Teorien. Da Big Bang skjedde for 13,8 milliarder år siden, oppsto hele universet som en blob av en enorm mengde energi. Rundt 400.000 år senere var det en varm og tett sfære av supercharged plasma med flere tusen grader av temperatur. Akkurat som alle varme ting avgir lys, ble dette superhot ioniske plasmaet også utstrålende em-stråling, og siden temperaturen var for høy for nøytrale atomer å danne, kunne DISSE EM-strålingene ikke reise veldig langt før de løp inn i en elektron og sprette tilbake. Etter hvert som denne temperaturen ble avkjølt under ∼ 3000K-merket, begynte de nøytrale atomer å danne, slik at den tidligere fanget EM-strålingen kunne ekspandere så langt universet går. Bølgelengden til EM-stråling endres når de reiser gjennom det ekspanderende universet (kosmologisk rødforskyvning). Gitt 13 milliarder år med ekspansjon, er det fanget lyset nå tilstede overalt i universet som Kosmisk Mikrobølgebakgrunnsstråling (det eldste lyset i universet). I 2003 kartla WILKINSON Microwave Anisotropy Probe (WMAP) mønsteret av små svingninger I CMB-strålingen (Cosmic Microwave Background) og produserte det første finoppløsningskartet (0,2 grader) over hele himmelen. Oppdagelsen av kosmisk bakgrunnsstråling, betraktet som bevis for Big Bang-teorien, ble gjort gjennom radioastronomi. I tillegg til å motta naturlig forekommende mikrobølgestråling, har radioteleskoper blitt brukt i aktive radareksperimenter for å sprette mikrobølger av planeter i solsystemet, for å bestemme avstanden Til Månen, eller kartlegge Den usynlige overflaten Av Venus gjennom skydekke.

6. Mikrobølgeovn Ablasjon

fra standpunktet av mikrobølger å være ikke-ioniserende i naturen, kan de trygt anvendes for medisinske anvendelser. De har energi som er betydelig nok til å trenge inn i vevet uten å skade det. En av de mest fremtredende anvendelser av mikrobølger innen medisin er mikrobølgeovn ablasjon (Ablasjon er et begrep som brukes i medisin for å beskrive fjerning av vev enten ved kirurgi eller mindre invasive teknikker). Det er en form for intervensjonell radiografi som hjelper til med behandling av godartede svulster og kreft. I denne prosessen brukes mikrobølge energi til å lage lokalisert dielektrisk oppvarming for å tørke ut uønskede vev. Vanlige medisinske anvendelsesområder inkluderer onkologi, kardiologi, gynekologi, rhizotomi, otolaryngologi (ENT), oftalmologi, kosmetiske behandlinger og tannbehandlinger. Kreftpasienter som er dårlige kirurgiske kandidater kan også dra nytte av mikrobølge ablasjon som det er minimalt invasiv. En annen viktig faktor er tilgjengeligheten av en frekvens som kan avgjøres avhengig av størrelsen på svulsten; men mens du bruker mikrobølger til å behandle enhver tilstand, er det viktig å ta hensyn til de skiftende dielektriske egenskapene til vev under behandlingen. Enhver unøyaktighet i disse målingene har potensial til å resultere i enten utilstrekkelig kraft som resulterer i dårlig behandling eller overdreven kraft utilsiktet forårsaker alvorlig pasientskade.

7. Mikrobølgeovn

mikrobølgeovnen er et velkjent biprodukt av ovennevnte radarteknologi. Magnetronrørene, som opprinnelig ble brukt i utviklingen av langdistanse militærradar, fikk sin kommersielle anvendelse etter Andre Verdenskrig. Selv om det vitenskapelige samfunn var kjent med oppvarmingsegenskapene til radiobølger siden 1920-tallet, var Det ikke før 1945 At Percy Spencer, En Selvlært Amerikansk ingeniør, ved et uhell oppdaget den termiske effekten av en kraftig mikrobølgestråle. Den 8. oktober 1945 patenterte Spencer mikrobølgeprosessen og en ovn under Raytheon company. For detaljert beskrivelse av mikrobølgeovnens arbeid, vennligst se Mikrobølgeovnens Arbeidsprinsipp.