Definitie van microgolfstraling
Share
Microgolfstraling is een soort elektromagnetische straling. Het voorvoegsel "micro-" in microgolven betekent niet dat microgolven micrometergolflengten hebben, maar veeleer dat microgolven zeer kleine golflengten hebben in vergelijking met traditionele radiogolven (golflengtes van 1 mm tot 100.000 km). In het elektromagnetische spectrum vallen microgolven tussen infraroodstraling en radiogolven.
frequenties
Microgolfstraling heeft een frequentie tussen 300 MHz en 300 GHz (1 GHz tot 100 GHz in radiotechniek) of een golflengte in het bereik van 0,1 cm tot 100 cm. Het bereik omvat de SHF (super hoge frequentie), UHF (ultra hoge frequentie) en EHF (extreem hoge frequentie of millimeter golven) radiobanden.
Terwijl radiogolven met een lagere frequentie de contouren van de aarde kunnen volgen en van lagen in de atmosfeer kunnen stuiteren, reizen magnetrons alleen over het gezichtsveld, meestal beperkt tot 30-40 mijl op het aardoppervlak. Een andere belangrijke eigenschap van microgolfstraling is dat het wordt geabsorbeerd door vocht. Een fenomeen genaamd regen vervaagt treedt op aan het hoge uiteinde van de magnetronband. Na 100 GHz absorberen andere gassen in de atmosfeer de energie, waardoor lucht ondoorzichtig wordt in het microgolfbereik, hoewel transparant in het zichtbare en infrarode gebied.
Bandaanduidingen
Omdat microgolfstraling zo'n breed golflengte / frequentiebereik omvat, is het onderverdeeld in IEEE-, NAVO-, EU- of andere radarbandaanduidingen:
| Bandaanduiding | Frequentie | Golflengte | Toepassingen |
| L band | 1 tot 2 GHz | 15 tot 30 cm | amateurradio, mobiele telefoons, GPS, telemetrie |
| S band | 2 tot 4 GHz | 7,5 tot 15 cm | radioastronomie, weerradar, magnetrons, Bluetooth, sommige communicatiesatellieten, amateurradio, mobiele telefoons |
| C band | 4 tot 8 GHz | 3,75 tot 7,5 cm | lange afstand radio |
| X band | 8 tot 12 GHz | 25 tot 37,5 mm | satellietcommunicatie, terrestrische breedband, ruimtecommunicatie, amateurradio, spectroscopie |
| Ku band | 12 tot 18 GHz | 16,7 tot 25 mm | satellietcommunicatie, spectroscopie |
| K band | 18 tot 26,5 GHz | 11,3 tot 16,7 mm | satellietcommunicatie, spectroscopie, autoradar, astronomie |
| Keen band | 26,5 tot 40 GHz | 5,0 tot 11,3 mm | satellietcommunicatie, spectroscopie |
| Q-band | 33 tot 50 GHz | 6,0 tot 9,0 mm | automotive radar, moleculaire rotatiespectroscopie, terrestrische microgolfcommunicatie, radioastronomie, satellietcommunicatie |
| U band | 40 tot 60 GHz | 5,0 tot 7,5 mm | |
| V-band | 50 tot 75 GHz | 4,0 tot 6,0 mm | moleculaire rotatiespectroscopie, millimeter golfonderzoek |
| W band | 75 tot 100 GHz | 2,7 tot 4,0 mm | richten en volgen van radar, autoradar, satellietcommunicatie |
| F-band | 90 tot 140 GHz | 2,1 tot 3,3 mm | SHF, radioastronomie, de meeste radars, satelliet-tv, draadloos LAN |
| D band | 110 tot 170 GHz | 1,8 tot 2,7 mm | EHF, microgolfrelais, energiewapens, millimetergolfscanners, teledetectie, amateurradio, radioastronomie |
Toepassingen
Microgolven worden voornamelijk gebruikt voor communicatie, inclusief analoge en digitale spraak-, gegevens- en videotransmissies. Ze worden ook gebruikt voor radar (RAdio Detection and Ranging) voor het volgen van het weer, radarsnelheidswapens en luchtverkeersleiding. Radiotelescopen gebruiken grote schotelantennes om afstanden te bepalen, oppervlakken van kaarten in kaart te brengen en radiografische handtekeningen van planeten, nevels, sterren en sterrenstelsels te bestuderen. Microgolven worden gebruikt om thermische energie over te brengen op voedsel en andere materialen.
bronnen
Kosmische microgolfachtergrondstraling is een natuurlijke bron van microgolven. De straling wordt bestudeerd om wetenschappers te helpen de Big Bang te begrijpen. Sterren, inclusief de zon, zijn natuurlijke bronnen van microgolven. Onder de juiste omstandigheden kunnen atomen en moleculen microgolven uitzenden. Door de mens gemaakte bronnen van magnetrons zijn magnetrons, masers, circuits, zendmasten voor communicatie en radar.
Voor het produceren van microgolven kunnen vaste-stofinrichtingen of speciale vacuümbuizen worden gebruikt. Voorbeelden van apparaten in vaste toestand zijn masers (in hoofdzaak lasers waarbij het licht in het microgolfbereik is), Gunn-diodes, veldeffecttransistors en IMPATT-diodes. De vacuümbuisgeneratoren gebruiken elektromagnetische velden om elektronen in een dichtheid-gemoduleerde modus te richten, waar groepen elektronen door het apparaat gaan in plaats van een stroom. Deze apparaten omvatten de Klystron, Gyrotron en Magnetron.
Gezondheidseffecten
Microgolfstraling wordt "straling" genoemd omdat het naar buiten straalt en niet omdat het radioactief of ioniserend van aard is. Het is niet bekend dat lage microgolfstraling schadelijke gezondheidseffecten heeft. Sommige onderzoeken wijzen er echter op dat langdurige blootstelling als kankerverwekkend kan werken.
Blootstelling aan microgolven kan staar veroorzaken, omdat diëlektrische verwarming eiwitten in de ooglens denatureert en melkachtig wordt. Hoewel alle weefsels gevoelig zijn voor verwarming, is het oog bijzonder kwetsbaar omdat het geen bloedvaten heeft om de temperatuur te moduleren. Magnetronstraling wordt geassocieerd met de magnetron auditief effect, waarin blootstelling aan microgolven zoemende geluiden en klikken produceert. Dit wordt veroorzaakt door thermische uitzetting in het binnenoor.
Microgolven kunnen in diepere weefsels voorkomen - niet alleen aan het oppervlak - omdat microgolven gemakkelijker worden opgenomen door weefsel dat veel water bevat. Lagere blootstellingsniveaus produceren echter warmte zonder brandwonden. Dit effect kan voor verschillende doeleinden worden gebruikt. Het Amerikaanse leger gebruikt millimetergolven om gerichte personen met oncomfortabele hitte af te weren. Als een ander voorbeeld reanimeerde James Lovelock in 1955 bevroren ratten met microgolfdiathermie.
Referentie
- Andjus, R.K .; Lovelock, J.E. (1955). "Reanimatie van ratten van lichaamstemperaturen tussen 0 en 1 ° C door microgolfdiathermie". The Journal of Physiology. 128 (3): 541-546.
