Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα μικροκυμάτων
Ο φούρνος μικροκυμάτων είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με μήκη κύματος που κυμαίνονται από περίπου ένα μέτρο έως ένα χιλιοστό και συχνότητες που κυμαίνονται από 300 MHz έως 300 GHz. Τα μικροκύματα ορίζονται διαφορετικά από διαφορετικές πηγές. Ο ευρύς ορισμός παραπάνω περιλαμβάνει και τις ζώνες UHF και EHF (κύμα χιλιοστών). Το εύρος μεταξύ 1 και 100 GHz είναι ένας πιο συχνός ορισμός στη μηχανική ραδιοσυχνοτήτων (μήκη κύματος μεταξύ 0,3 m και 3 mm). Τα μικροκύματα πρέπει να καλύπτουν ολόκληρο το εύρος SHF (3 έως 30 GHz ή 10 έως 1 cm) σε όλες τις περιπτώσεις. Οι ονομασίες ζώνης ραντάρ IEEE S, C, X, Ku, K ή Ka ζώνη, καθώς και οι αντίστοιχες ονομασίες ΝΑΤΟ ή ΕΕ, χρησιμοποιούνται για την περιγραφή των συχνοτήτων μικροκυμάτων.
Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα
Στο φάσμα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα είναι ένα εύρος συχνοτήτων, μηκών κύματος και ενεργειών φωτονίων που κυμαίνονται από κάτω από 1 hertz έως πάνω από 1025 Hz, που ισοδυναμεί με μήκη κύματος που κυμαίνονται από λίγα χιλιόμετρα έως ένα κλάσμα του μεγέθους ενός ατομικού πυρήνα. Γενικά, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα στο κενό τείνουν να ταξιδεύουν με ρυθμούς παρόμοιους με εκείνους του φωτός. Το κάνουν, ωστόσο, σε διάφορα μήκη κύματος, συχνότητες και εντάσεις φωτονίων.
Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα περιλαμβάνει όλη την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και περιλαμβάνει πολυάριθμες υποπεριοχές, οι οποίες αναφέρονται ως μέρη. Το υπέρυθρο, το ορατό φως και η υπεριώδης ακτινοβολία είναι οι τρεις τύποι ακτινοβολίας.
Φούρνος μικροκυμάτων
Τα μικροκύματα ορίζονται ως ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες με συχνότητα που κυμαίνεται από 300 MHz έως 300 GHz, ενώ το μήκος κύματος κυμαίνεται από 1 mm έως περίπου 30 cm. Τα μικροκύματα είναι η συμβατική ονομασία για την ακτινοβολία μικροκυμάτων. Βρίσκονται μεταξύ υπέρυθρων και ραδιοκυμάτων στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Οι φούρνοι μικροκυμάτων έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
Τα μικροκύματα αντανακλώνται στις μεταλλικές επιφάνειες. Τα μικροκύματα συγκεκριμένου μήκους κύματος διεισδύουν στην ατμόσφαιρα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποστολή και λήψη δεδομένων από δορυφόρους σε τροχιά. Το αποτέλεσμα, επειδή τα μεταλλικά δορυφορικά πιάτα αντανακλούν καλά τα μικροκύματα, χρησιμοποιούνται.
Το νερό απορροφά ορισμένες συχνότητες μικροκυμάτων. Τα μικροκύματα έχουν αυτό το χαρακτηριστικό, που είναι ευεργετικό στην κουζίνα. Τα μικροκύματα απορροφώνται από το νερό στα τρόφιμα, με αποτέλεσμα το νερό να ζεσταίνεται και να μαγειρεύεται το φαγητό.
Τα φαινόμενα των κυμάτων όπως η διάθλαση, η ανάκλαση, η παρεμβολή και η περίθλαση επηρεάζουν τη μετάδοση μικροκυμάτων.
Τα μικροκύματα μπορούν να διαπεράσουν το γυαλί και το πλαστικό. Επειδή το μέταλλο αντανακλά τα μικροκύματα, χρησιμοποιούμε πλαστικά ή γυάλινα δοχεία σε φούρνους μικροκυμάτων αντί για μεταλλικά δοχεία.
Σύνθεση φούρνου μικροκυμάτων
Τα μικροκύματα είναι ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες, όπως ακτίνες UV, ραδιοκύματα και ούτω καθεξής.
Τα μήκη κύματος αυτών των κυμάτων κυμαίνονται από ένα μέτρο έως ένα χιλιοστό, ενώ οι συχνότητες κυμαίνονται από 1 GHz έως 1000 GHz.
Εφαρμογές μικροκυμάτων
Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία πραγματικών εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των φούρνων μικροκυμάτων, των συστημάτων ραντάρ και της μέτρησης της ταχύτητας αντικειμένων όπως μπάλες του τένις, αυτοκίνητα κ.λπ. Ας μιλήσουμε για το ποια μικροκύματα χρησιμοποιούνται τώρα.
Τηλεπικοινωνίες:
Επικοινωνία στο διάστημα, δηλαδή επικοινωνία από τη γη στο διάστημα και αντίστροφα.
Τηλέφωνα και τηλεόραση είναι διαθέσιμα σε παγκόσμια κλίμακα.
Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται στους σιδηροδρόμους για τηλεμετρική επικοινωνία
Βιομηχανίες
Στη βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων, χρησιμοποιούνται μικροκύματα.
Οι χημικές βιομηχανίες, οι βιομηχανίες πλαστικών, οι βιομηχανίες καουτσούκ, οι επιχειρήσεις που βασίζονται σε δασικά προϊόντα και ούτω καθεξής είναι μερικοί από τους άλλους τομείς που χρησιμοποιούν φούρνους μικροκυμάτων.
Οι φούρνοι μικροκυμάτων που ζεσταίνουν τα τρόφιμα χρησιμοποιούν συχνότητα 2,45 GHz και ισχύ 600 W.
Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται σε ανθρωπογενή έργα δημοσίων έργων, όπως σπάσιμο πετρωμάτων, ξήρανση ή θραύση σκυροδέματος και σκλήρυνση τσιμέντου, μεταξύ άλλων.
Χρησιμοποιείται επίσης για το στέγνωμα δημητριακών, φαρμάκων, υφασμάτων και δέρματος, μεταξύ άλλων.
Ιατρικό πεδίο
Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται σε διάφορες διαγνωστικές και θεραπευτικές διαδικασίες.
Χρησιμοποιούνται στη θεραπεία ασθενών με καρκίνο μέσω ηλεκτρομαγνητικής θέρμανσης (Υπερθερμία για τη θεραπεία του καρκίνου).
Τα μικροκύματα μπορούν να ανιχνεύσουν την ποσότητα νερού στους πνεύμονες και χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση του καρδιακού παλμού και εάν κάποιος πάσχει από πάθηση νερού στους πνεύμονες.
Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται επίσης στη διαθερμία για τη θέρμανση μιας συγκεκριμένης περιοχής του δέρματος.
Άμυνα
Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση πυραύλων καθώς και για τον εντοπισμό αεροπλάνων και άλλων ιπτάμενων αντικειμένων.
Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται επίσης για τον υπολογισμό της απόστασης μεταξύ των αντικειμένων και της ταχύτητας πτήσης τους.
Οι φούρνοι μικροκυμάτων είναι μια πρακτική εφαρμογή των μικροκυμάτων. Η επιφάνεια ψησίματος του φούρνου είναι κατασκευασμένη από κεραμικό γυαλί. Στο εσωτερικό του φούρνου υπάρχουν μεταλλικοί σωλήνες μαγνητρόν, ένας κυματοδηγός και ένας ανεμιστήρας ανάδευσης.
Περιλαμβάνονται χρονοδιακόπτες, διακόπτες και ρελέ, μεταξύ άλλων ηλεκτρομηχανικών εξαρτημάτων και ελεγκτών.
Τα ακόλουθα υλικά χρησιμοποιούνται στο μαγείρεμα σε φούρνο μικροκυμάτων:
Κύπελλα από χαρτί
Χαρτοκιβώτια
Ταινίες για προσκόλληση
Θερμοπλαστικά, για παράδειγμα.
Διάφορες εφαρμογές μικροκυμάτων
Για την παρακολούθηση της κίνησης του αεροπλάνου και τη διαχείριση της εναέριας κυκλοφορίας στον Έλεγχο Εναέριας Κυκλοφορίας (ATC).
Οι αστυνομικοί χρησιμοποιούσαν ανιχνευτές ταχύτητας.
Ενώ κάθεστε στην αίθουσα ελέγχου που λειτουργεί με φούρνο μικροκυμάτων, παρακολουθήστε την κίνηση των τρένων στις ράγες.
Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται σε συστήματα ραντάρ για την πλοήγηση αεροσκαφών στο στρατό.
Μπάλα τένις, μπάλες κρίκετ και κινούμενα αυτοκίνητα μπορούν όλα να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας ραντάρ μικροκυμάτων.
Οι καιρικές τάσεις παρατηρούνται και αναλύονται.
Τα μηχανήματα ανοίγματος θυρών γκαράζ είναι ένας τύπος ανοιχτήρι γκαραζόπορτας.
Στην ανάπτυξη συσκευών μικροκυμάτων όπως οι φούρνοι μικροκυμάτων.
Συνδυασμός φούρνου μικροκυμάτων
Οι φούρνοι μικροκυμάτων Mix, μερικές φορές γνωστοί ως σύνθετοι μικροκύματα, είναι μικροσυσκευές κουζίνας που προετοιμάζουν φαγητό χρησιμοποιώντας συνδυασμό ακτινοβολίας μικροκυμάτων, ψησταριά και ανεμιστήρα ζεστού αέρα (θέρμανση με συναγωγή).
Όταν συνδυάζονται αυτές οι δύο διαδικασίες, έχουμε μια φωτιά που μπορεί να σοτάρουμε, να ψήσουμε, να ψήσουμε, να τσιγαρίσουμε, να ψήσουμε ομοιόμορφα και να ροδίσουμε το φαγητό μας. Είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για να συνδυάσετε την ταχύτητα του φούρνου μικροκυμάτων με το φινίρισμα υψηλής ποιότητας του παραδοσιακού μαγειρέματος σε φούρνο.
Συμπέρασμα
Τα μικροκύματα κινούνται σε ευθεία γραμμή, σε αντίθεση με τα ραδιοκύματα χαμηλότερης συχνότητας, και δεν διαθλώνται πάνω από λόφους, δεν ακολουθούν την επιφάνεια της γης ως κύματα εδάφους ή αντανακλούν από την ιονόσφαιρα. Ως αποτέλεσμα, οι επίγειες ζεύξεις επικοινωνίας μικροκυμάτων περιορίζονται σε περίπου 40 μίλια από τον οπτικό ορίζοντα (64 km). Απορροφούνται από αέρια στην ατμόσφαιρα στο υψηλότερο άκρο του φάσματος, περιορίζοντας τις πρακτικές αποστάσεις επικοινωνίας σε περίπου ένα χιλιόμετρο.
Περισσότεροι τύποι ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων υπάρχουν στη φύση, όπως ραδιοκύματα και μικροκύματα, καθώς και ακτινοβολία γάμμα, ακτινοβολία ρεντογόνου (ή X-) και θερμική ακτινοβολία. Τα μήκη κύματος αυτών των κυμάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταξινόμηση τους στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Τα ραδιοκύματα, για παράδειγμα, έχουν μεγαλύτερα μήκη κύματος από τα μικροκύματα.
