إشعاع الميكروويف هو نوع من الاشعاع الكهرومغناطيسي. ال اختصار "الميكرو" في الموجات الدقيقة لا يعني أن الموجات الميكروية لها أطوال موجية ميكرومترية ، بل بالأحرى ذلك الموجات الدقيقة لها أطوال موجية صغيرة جدًا مقارنة بموجات الراديو التقليدية (من 1 مم إلى 100000 كم الأطوال الموجية). في الطيف الكهرومغناطيسي ، تقع الموجات الدقيقة بين الأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو.
الترددات
إشعاع الميكروويف لديه تكرر بين 300 ميجا هرتز و 300 جيجا هرتز (1 جيجا هرتز إلى 100 جيجا هرتز في الهندسة الراديوية) أو أ الطول الموجي تتراوح من 0.1 سم إلى 100 سم. يشمل النطاق نطاقات الراديو SHF (التردد العالي الفائق) و UHF (التردد العالي للغاية) و EHF (التردد العالي للغاية أو الموجات المليمترية).
بينما الموجات الراديوية ذات التردد المنخفض يمكن أن تتبع ملامح الأرض وترتد من الطبقات في الغلاف الجوي ، تسافر الموجات الدقيقة فقط على خط البصر ، وهي تقتصر عادة على 30-40 ميلاً على الأرض سطح - المظهر الخارجي. خاصية أخرى مهمة لإشعاع الميكروويف هي أنه يمتص بالرطوبة. دعا ظاهرة تتلاشى المطر يحدث في الطرف العلوي من شريط الميكروويف. بعد 100 غيغاهرتز ، تمتص الغازات الأخرى في الغلاف الجوي الطاقة ، مما يجعل الهواء معتمًا في نطاق الميكروويف ، على الرغم من أنه شفاف
المرئي ومنطقة الأشعة تحت الحمراء.تعيينات الفرقة
نظرًا لأن إشعاع الميكروويف يشمل مثل هذا النطاق الواسع لطول الموجة / التردد ، فإنه يتم تقسيمه إلى تصنيفات IEEE أو حلف شمال الأطلسي أو الاتحاد الأوروبي أو أي نطاق راداري آخر:
| تعيين الفرقة | تكرر | الطول الموجي | الاستخدامات |
| الفرقة L | من 1 إلى 2 جيجاهرتز | 15 إلى 30 سم | راديو الهواة ، والهواتف المحمولة ، ونظام تحديد المواقع ، والقياس عن بعد |
| الفرقة S | 2 إلى 4 جيجاهرتز | 7.5 إلى 15 سم | علم الفلك الراديوي ، رادار الطقس ، أفران الميكروويف ، تقنية البلوتوثبعض سواتل الاتصالات وراديو الهواة والهواتف المحمولة |
| الفرقة C | 4 إلى 8 جيجاهرتز | 3.75 إلى 7.5 سم | راديو لمسافات طويلة |
| الفرقة X | 8 إلى 12 جيجا هرتز | 25 إلى 37.5 مم | اتصالات الأقمار الصناعية ، النطاق العريض الأرضي ، الاتصالات الفضائية ، راديو الهواة ، التحليل الطيفي |
| كش فرقة | 12 إلى 18 جيجا هرتز | 16.7 إلى 25 مم | الاتصالات الساتلية ، التحليل الطيفي |
| الفرقة K | 18 إلى 26.5 جيجا هرتز | 11.3 إلى 16.7 ملم | اتصالات الأقمار الصناعية ، التحليل الطيفي ، رادار السيارات ، علم الفلك |
| كأ فرقة | 26.5 إلى 40 جيجا هرتز | 5.0 إلى 11.3 ملم | الاتصالات الساتلية ، التحليل الطيفي |
| س الفرقة | 33 إلى 50 جيجاهرتز | 6.0 إلى 9.0 ملم | رادار السيارات ، مطياف الدوران الجزيئي ، اتصالات الموجات الدقيقة الأرضية ، علم الفلك الراديوي ، اتصالات الأقمار الصناعية |
| فرقة U | 40 إلى 60 جيجا هرتز | 5.0 إلى 7.5 ملم | |
| الفرقة الخامس | 50 إلى 75 جيجاهرتز | 4.0 إلى 6.0 ملم | التحليل الطيفي الدوراني الجزيئي ، بحث الموجة المليمترية |
| الفرقة W | 75 إلى 100 جيجا هرتز | 2.7 إلى 4.0 مم | استهداف وتتبع الرادار ، رادار السيارات ، اتصالات الأقمار الصناعية |
| الفرقة F | 90 إلى 140 جيجاهرتز | 2.1 إلى 3.3 ملم | SHF ، علم الفلك الراديوي ، معظم الرادارات ، الفضائيات ، الشبكة المحلية اللاسلكية |
| الفرقة D | 110 إلى 170 جيجا هرتز | 1.8 إلى 2.7 مم | EHF ، مرحلات الموجات الدقيقة ، أسلحة الطاقة ، ماسحات الموجات المليمترية ، الاستشعار عن بعد ، راديو الهواة ، علم الفلك الراديوي |
الاستخدامات
يتم استخدام الموجات الدقيقة في المقام الأول للاتصالات ، بما في ذلك الصوت التناظري والرقمي والبيانات ونقل الفيديو. كما أنها تستخدم للرادار (RAdio Detection and Ranging) لتتبع الطقس ، ومدافع سرعة الرادار ، ومراقبة الحركة الجوية. التلسكوبات الراديوية استخدم هوائيات أطباق كبيرة لتحديد المسافات وأسطح الخرائط ودراسة التوقيعات الراديوية من الكواكب والسدم والنجوم والمجرات. تُستخدم الموجات الدقيقة لنقل الطاقة الحرارية لتسخين الطعام والمواد الأخرى.
مصادر
الميكروويف الكوني إشعاع الخلفية هو مصدر طبيعي لميكروويف. تمت دراسة الإشعاع لمساعدة العلماء على فهم الانفجار العظيم. النجوم ، بما في ذلك الشمس ، مصادر طبيعية للميكروويف. في ظل الظروف المناسبة ، يمكن للذرات والجزيئات أن تصدر موجات ميكروويف. تشمل مصادر الموجات الدقيقة التي صنعها الإنسان أفران الميكروويف والمازرات والدوائر وأبراج نقل الاتصالات والرادار.
يمكن استخدام أجهزة الحالة الصلبة أو الأنابيب المفرغة الخاصة لإنتاج الموجات الدقيقة. تتضمن الأمثلة على الأجهزة ذات الحالة الصلبة الماسرات (بشكل أساسي أشعة الليزر حيث يكون الضوء في نطاق الميكروويف) وثنائيات Gunn وثنائيات الترانزستورات ذات التأثير الميداني وثنائيات IMPATT. تستخدم مولدات الأنبوب المفرغ المجالات الكهرومغناطيسية للتوجيه إلكترونات في وضع معدل الكثافة ، حيث تمر مجموعات من الإلكترونات عبر الجهاز بدلاً من تيار. تتضمن هذه الأجهزة كليسترون وجيروترون ومغنيطرون.
الآثار الصحية
يسمى إشعاع الميكروويف "إشعاع"لأنه يشع إلى الخارج وليس لأنه إما مشع أو مؤين بطبيعته. من غير المعروف أن انخفاض مستويات إشعاع الموجات الدقيقة ينتج عنه آثار صحية ضارة. ومع ذلك ، تشير بعض الدراسات إلى أن التعرض على المدى الطويل قد يكون بمثابة مادة مسرطنة.
يمكن أن يسبب التعرض للميكروويف إعتام عدسة العين ، حيث يؤدي التسخين العازل إلى تقويض البروتينات في عدسة العين ، مما يجعلها حليبيًا. في حين أن جميع الأنسجة عرضة للتدفئة ، فإن العين معرضة بشكل خاص لأنها لا تحتوي على أوعية دموية لتعديل درجة الحرارة. ويرتبط إشعاع الميكروويف التأثير السمعي للميكروويف، حيث ينتج عن التعرض للميكروويف أصواتًا ونقرات صاخبة. يحدث هذا بسبب التمدد الحراري داخل الأذن الداخلية.
يمكن أن يحدث حروق الميكروويف في الأنسجة العميقة - ليس فقط على السطح - لأن الموجات الدقيقة يتم امتصاصها بسهولة أكبر بواسطة الأنسجة التي تحتوي على الكثير من الماء. ومع ذلك ، ينتج عن مستويات التعرض المنخفضة حرارة دون حروق. يمكن استخدام هذا التأثير لمجموعة متنوعة من الأغراض. يستخدم جيش الولايات المتحدة الموجات الملليمترية لصد الأشخاص المستهدفين بدرجات حرارة غير مريحة. كمثال آخر ، في عام 1955 ، أعاد جيمس لوفلوك إحياء الفئران المجمدة باستخدام تقنية الميكروويف.
مرجع
- Andjus ، RK ؛ لوفلوك ، جي (1955). "إنعاش الفئران من درجات حرارة الجسم بين 0 و 1 درجة مئوية عن طريق درجة حرارة الميكروويف". مجلة علم وظائف الأعضاء. 128 (3): 541–546.