Група електромагнітних хвиль представлена ​​численними підвидами, що мають природне походження. До цієї категорії зараховується і мікрохвильове випромінювання, яке ще називають надвисокочастотним випромінюванням. Коротко такий термін називають абревіатурою НВЧ. Частотний діапазон цих хвиль розташувався між інфрачервоними променями та радіохвилями. Не може похвалитися цей вид опромінення і великою довжиною. Цей показник варіюється від 1 мм до 30 см максимум.

Першоджерела випромінювання формату НВЧ

Багато вчених намагалися довести негативний вплив мікрохвиль на людину у своїх експериментах. Але у проведених дослідах вони орієнтувалися різні джерела такого випромінювання, мають штучне походження. А в реальному житті людей оточують безліч природних об'єктів, що виробляють подібне опромінення. З їх допомогою людина пройшла через всі стадії еволюції і стала такою, якою є на сьогоднішній день.

З розвитком сучасних технологій до джерел природного походження випромінювання на кшталт Сонця та інших космічних об'єктів приєдналися штучні. Найбільш поширеними серед них прийнято називати:

• встановлення радіолокаційного спектра дії;
• радіонавігаційне обладнання;
• системи для супутникового телебачення;
• мобільні телефони;
• мікрохвильові печі.

Принцип впливу мікрохвиль на організм

У ході численних експериментів, де вивчався вплив мікрохвиль на людину, вчені встановили, що такі промені не мають іонізуючої дії.

Іонізованими молекулами називають дефектні частинки речовин, що призводять до запуску процесу мутації хромосом. Через це клітини стають дефектними. Причому передбачити, який саме орган постраждає досить проблематично.

Дослідження на цю тему підштовхнуло вчених до висновку, що при попаданні небезпечних променів на тканини людського організму, вони частково починають поглинати енергію, що надійшла. Через це відбувається збудження високочастотних струмів. З їхньою допомогою нагрівається організм, що призводить до посилення циркуляції крові.

Якщо опромінення мало характер локального ураження, то теплове відведення від розігрітих ділянок може відбуватися дуже швидко. Якщо ж людина потрапила під загальний потік опромінення, то такої можливості вона не має. За рахунок цього небезпека впливу променів підвищується у кілька разів.

Найголовнішою небезпекою при впливі НВЧ випромінювання на людину вважається незворотність реакцій, що відбулися в організмі. Пояснюється це тим, що циркуляція крові тут виступає основною ланкою охолодження організму. Оскільки всі органи пов'язані між собою кровоносними судинами, тепловий ефект тут виявляється дуже виразно. Найбільш незахищеною частиною організму вважається очний кришталик. Спочатку він починає поступово каламутніти. А при тривалому опроміненні, що носить регулярний характер, кришталик починає руйнуватися.

Крім кришталика висока ймовірність серйозних поразок зберігається в інших тканин, які у своєму складі містять багато рідкого компонента. До цієї категорії зараховують:

• кров,
• лімфу,
• слизову оболонку органів травлення від шлунка до кишечника.

Навіть короткострокове, але потужне опромінення призводить до того, що людина почне відчувати низку відхилень на кшталт:

• змін у крові;
• проблем із щитовидною залозою;
• зменшення ефективності обмінних процесів у організмі;
• проблем із психологічним станом.

У разі можливі навіть депресивні стану. У деяких пацієнтів, які випробували опромінення на собі і мали нестабільну психіку, простежувалися навіть спроби суїциду.

Ще однією небезпекою цих невидимих ​​оку променів вважається кумулятивний ефект. Якщо спочатку хворий може не відчувати жодного дискомфорту навіть під час самого опромінення, через час воно дасться взнаки. Через те, що на ранній стадії складно простежити будь-які характерні симптоми, хворі часто списують свій нездоровий стан на загальну втому або стрес. А в цей час у них починаються формуватись різні патологічні стани.

На початковій стадії пацієнт може відчувати стандартний головний біль, а також швидко втомлюватися і погано спати. У нього починають розвиватися проблеми зі стабільністю артеріального тиску і навіть хворіти на серце. Але навіть ці тривожні симптоми багато людей списують на постійне перебування у напрузі через роботу чи складнощі у сімейному житті.

Регулярне та тривале опромінення починає руйнувати організм на глибинному рівні. Через це високочастотне випромінювання визнали небезпечним для живих організмів. У ході досліджень з'ясувалося, що молодий організм більш схильний до негативного впливу електромагнітного поля. Пояснюється це тим, що ще не встигли сформувати надійний імунітет хоча б для часткового захисту від негативного зовнішнього впливу.

Ознаки впливу та стадії його розвитку

Насамперед від такого впливу розвиваються різні неврологічні розлади. Це можуть бути:

• підвищена стомлюваність,
• зниження продуктивності праці,
• головний біль,
• запаморочення,
• сонливість або навпаки - безсоння,
• дратівливість,
• слабкість і млявість,
• рясна пітливість,
• проблеми із запам'ятовуванням,
• відчуття припливу до голови.

Мікрохвильове випромінювання впливає на людини надає як по фізіологічної частини. При тяжкому перебігу хвороби можливі навіть непритомні стани, нестримний і безпричинний страх і галюцинації.

Не менш сильно від опромінення страждає серцево-судинна система. Особливо яскравий ефект проглядається у категорії розлад нейроциркуляторної дистонії:

• задишка навіть без значного фізичного навантаження;
• больові відчуття у сфері серця;
• усунення ритму серцебиття, у тому числі і «завмирання» серцевого м'яза.

Якщо в цей період людина звертається до кардіолога за консультацією, то лікар може виявити у пацієнта гіпотензію та приглушення тонів серцевого м'яза. У поодиноких випадках у хворого простежується навіть систолічний шум на верхівці.

Дещо по-іншому виглядає картина, якщо людина потрапляє під вплив НВЧ на нерегулярній основі. У такому разі у нього буде простежуватися:

• легке нездужання,
• почуття втоми без причини;
• больові відчуття у сфері серця.

Під час фізичного навантаження у хворого дасться взнаки задишка.

Схематично всі види хронічного опромінення від мікрохвиль можна розділити на три стадії, що відрізняються ступенем симптоматичної виразності.

Перший ступінь передбачає відсутність характерних ознак астенії та нейроциркуляторної дистонії. Можуть простежуватись лише окремі симптоматичні скарги. Якщо припинити опромінення, через деякий час усі неприємні відчуття зникають без додаткового лікування.

На другій стадії простежуються чіткіші ознаки. Але на цьому етапі процеси все ще залишаються оборотними. Це означає, що при правильному та своєчасному лікуванні хворий зможе повернути собі здоров'я.

Третя фаза зустрічається дуже рідко, але все ж таки має місце бути. При такому розкладі у людини відбуваються галюцинації, непритомність і навіть порушення, пов'язані з чутливістю. Додатковим ознакою може бути коронарна недостатність.

Біологічний ефект від полів НВЧ

Так як кожен організм має власні унікальні особливості, біологічний ефект від опромінення теж може відрізнятися час від часу. В основі виявлення тяжкості поразки лежать кілька основних принципів:

• інтенсивність випромінювання,
• період впливу,
• довжина хвилі,
• початковий стан організму.

Останній пункт включає хронічні або генетичні захворювання окремо взятого потерпілого.

Головною небезпекою при випромінюванні є теплова дія. Воно передбачає підвищення температури тіла. Але лікарі також фіксують у подібних випадках і нетеплову дію. У такій ситуації класичного підвищення температури немає. А ось фізіологічні зрушення однаково спостерігаються.

Теплова дія під призмою клінічного аналізу передбачає не тільки стрімке зростання температури, а й:

• почастішання пульсу,
• задишку,
• підвищений тиск,
• посилення салівації.

Якщо ж людина знаходилася всього 15-20 хвилин під вплив променів невеликої інтенсивності, які не перевищували гранично допустимі нормативи, то у нього відбуваються різні зміни нервової системи на функціональному рівні. Усі вони мають різний ступінь вираження. Якщо провести кілька ідентичних повторних опромінень, відбувається накопичення ефекту.

Як захистити себе від НВЧ-випромінювання?

Перед тим як шукати методи захисту від НВЧ випромінювання, потрібно спочатку розібратися з характером впливу такого електромагнітного поля. Тут слід враховувати одразу кілька факторів:

• віддаленість від передбачуваного джерела загрози;
• час опромінення та інтенсивність;
• імпульсивного або безперервного виду опромінення;
• деяких зовнішніх умов.

Щоб вирахувати кількісну оцінку небезпеки, фахівці передбачили запровадження поняття щільності випромінювання. У багатьох країнах експерти приймають за стандарт цього питання показник 10 мікроват на сантиметр. На практиці це означає, що потужність потоку небезпечної енергії в місці, де людина проводить більшу частину часу, не повинна перевалювати за цю допустиму межу.

Кожна людина, яка дбає про своє здоров'я, може самостійно захистити себе від можливої ​​небезпеки. Для цього досить просто скоротити кількість часу проведення біля штучних джерел НВЧ-променів.

Інакше необхідно підходити до вирішення цієї проблеми тим людям, чия робота тісно пов'язана з впливом мікрохвиль різного прояву. Їм потрібно використовувати спеціальні засоби захисту, які умовно поділяються на два типи:

• індивідуальні,
• загальні.

Щоб звести до мінімуму можливі негативні наслідки впливу такого випромінювання, важливо збільшити відстань від працівника до джерела опромінення. Іншими дієвими заходами щодо блокування можливого негативного впливу променів прийнято називати:

• зміна напряму променів;
• зменшення потоку випромінювання;
• скорочення тимчасового проміжку дії;
• використання засобу екранування;
• дистанційне керування небезпечними об'єктами та механізмами.

Всі існуючі захисні екрани, спрямовані на збереження здоров'я користувача, поділяються на два підвиди. Їхня класифікація передбачає поділ за властивостями самого мікрохвильового випромінювання:

• відображає,
• поглинаюче.

Перший варіант захисного обладнання створюється на основі металевої сітки, або листового металу та металізованої тканини. Оскільки асортимент таких помічників досить великий, співробітникам різних шкідливих виробництв буде з чого вибрати.

Найбільш поширеними версіями вважаються листові екрани з однорідного металу. Але для деяких ситуацій цього замало. У такому випадку необхідно заручитись підтримкою багатошарових пакетів. Усередині них будуть розташовуватися шари ізоляційного або поглинаючого матеріалу. Це може бути звичайний шунгіт або вуглецеві сполуки.

Окремо увагу служба безпеки підприємств зазвичай завжди приділяє засобам індивідуального захисту. Вони передбачають спеціальний одяг, який створюється на основі металізованої тканини. Це можуть бути:

• халати,
• фартухи,
• рукавички,
• накидки з капюшонами.

При роботі з об'єктом випромінювання або в небезпечній близькості до нього додатково потрібно використовувати спеціальні окуляри. Їхнім головним секретом виступає покриття шаром металу. За допомогою такої обережності вдасться відбивати промені. Загалом носіння індивідуальних засобів захисту може знизити рівень опромінення до тисячі разів. А окуляри рекомендується носити при випромінюванні 1 мкВт/см.

Користь від мікрохвильового випромінювання

Крім поширеної думки про те, наскільки шкідливими є мікрохвилі, існує і зворотне твердження. У деяких випадках НВЧ здатна навіть приносити користь для людства. Але ці випадки повинні бути ретельно вивчені, а саме випромінювання має проводитися дозовано під наглядом досвідчених фахівців.

Терапевтична користь від мікрохвильового випромінювання ґрунтується на його біологічному впливі, що відбувається у процесі фізіотерапії. Для генерування променів з лікувальною метою (що називається стимуляцією) використовуються спеціальні медичні генератори. За їх активації починає проводитися випромінювання за чітко заданими системою параметрами.

Тут враховується задана експертом глибина, щоб прогрівання тканин дало обіцяний позитивний ефект. Головною перевагою подібної процедури виступає можливість провести якісну болезаспокійливу та протисвербіжну терапію.

Медичні генератори використовують у всьому світі, щоб допомагати людям, які страждають:

• фронтитом,
• гайморитом,
• невралгією трійчастого нерва.

Якщо ж в обладнанні використовується мікрохвильове випромінювання із збільшеною проникаючою здатністю, то за його допомогою лікарі успішно виліковують низку захворювань за такими напрямками:

• ендокринні,
• дихальні,
• гінекологічні,
• нирки.

Якщо дотримуватися всіх правил безпеки, що належала комісії, то НВЧ не завдасть істотної шкоди організму. Прямий доказ цього – використання його в лікувальних цілях.

Але якщо порушити експлуатаційні правила, відмовившись добровільно себе обмежувати від сильнодіючих джерел опромінення, це може призвести до непоправних наслідків. Тому завжди варто пам'ятати, наскільки небезпечними бувають мікрохвилі, що використовуються безконтрольно.

12 882

Для того щоб зрозуміти, чи шкідлива мікрохвильова піч, необхідно мати уявлення, що таке мікрохвилі. Для цього звернемося не до чуток, а до наукових даних фізики, яка пояснює природу та властивості всіх фізичних явищ.

Що таке мікрохвилі та їх місце у спектрі електромагнітних випромінювань.
Мікрохвилі- Це один з видів електромагнітного випромінювання. А, як відомо, електромагнітне випромінювання Сонця – основне джерело енергії для життя на Землі. Воно складається з видимого та невидимого випромінювання.

Всі кольори, які ми бачимо, - це видима частина випромінювання. Невидима - це радіохвилі, інфрачервоне (теплове), ультрафіолетове, рентгенівське та гамма-випромінювання. Всі ці хвилі - прояви того самого явища - електромагнітного випромінювання, а відрізняються вони довжиною хвиль і частотою коливань. Чим більша довжина хвиль, тим менша частота їх коливань. Ці параметри визначають властивості тієї чи іншої виду випромінювань.

Весь спектр електромагнітних хвиль можна послідовно розташувати у міру зменшення довжини хвилі (а відповідно збільшення частоти коливань) у такому порядку:

1. Радіохвиліелектромагнітні хвилі з довжиною хвилі більше 1мм. Вони включають: a) Довгі хвилі – довжина хвилі від 10 км до 1 км (частота 30 кГц – 300 кГц);
   b) Середні хвилі - Довжина хвилі від 1 км до 100 м (частота 300кГц -3МГц);
   c) Короткі хвилі – довжина хвилі від 100 м до 10 м (частота 3 – 30МГц);
   d) Ультракороткі хвилі з довжиною хвилі менше 10 м (частота 30МГц - 300 ГГц). Ультракороткі хвилі у свою чергу поділяються на:
   метрові, сантиметрові (у тому числі мікрохвилі), міліметрові хвилі.
   Мікрохвилі- Це вид електромагнітної енергії, що знаходиться в шкалі частот між радіохвилями та інфрачервоним випромінюванням. Тому вони мають деякі властивості своїх сусідів. Мікрохвиліабо хвилі надвисоких частот (НВЧ) - це короткі електромагнітні радіохвилі з довжиною хвилі 1 мм - 1 м (частота менше 300мгц). Надвисокочастотним (НВЧ) випромінюванням його називають тому, що він має найбільшу частоту в радіодіапазоні. Фізична природа випромінювання мікрохвиль така сама, що й у радіохвиль. Вони використовуються для телефонного зв'язку, роботи Інтернету, передачі телевізійних програм, мікрохвильових печах.
2. Інфрачервоне випромінювання- Електромагнітні хвилі з довжиною хвилі 1 мм - 780 нм (частота 300 ГГц - 429 ТГц). Його ще називають "теплове" випромінювання, оскільки воно сприймається шкірою людини як відчуття тепла.
3. Видиме випромінювання- Електромагнітні хвилі з довжиною хвилі 780-380 нм (частота 429 ТГц - 750 ТГц).
4. Ультрафіолетове випромінюванняе - електромагнітні хвилі з довжиною хвилі 380 - 10 нм (частота 7,5 1014 Гц - 3 1016 Гц).
5. Рентгенівське випромінювання- Електромагнітні хвилі з довжиною хвилі 10 нм - 5 пм (частота 31016 - 61019 Гц).
6. Гамма промені- Електромагнітні хвилі з довжиною хвилі менше 5 пм (частота більше 61019 Гц).

Від довжини хвилі та частоти залежить кількість енергії, яку вона переносить. Хвилі з великою довжиною хвилі та низькою частотою несуть мало енергії. Хвилі з малою довжиною хвилі та великою частотою – багато. Чим більшу енергію має випромінювання, тим пагубніший ефект воно надає на людину.

За здатністю викликати такий ефект як іонізація речовини, всі вищевказані види електромагнітного випромінювання діляться на 2 категорії: іонізуючеі неіонізуюче.
Відрізняються ці два види випромінювань кількістю енергії, яку вони несуть.

1. Іонізуюче випромінюванняінакше називають радіоактивним. До нього відносяться рентгенівське, гамма-випромінювання та в окремих випадках ультрафіолетове.
Іонізуюче випромінюваннявідрізняється високою енергією, здатною іонізувати речовини, і викликає такі зміни в клітинах, які порушують перебіг біологічних реакцій в організмі та становлять небезпеку для здоров'я.
Максимальна енергія властива гамма-випромінюванню. Внаслідок його впливу їжа стає радіоактивною, а в людини розвивається променева хвороба. Саме тому для живого організму дуже небезпечна дія всіх іонізуючих випромінювань.

2. Неіонізуюче випромінювання - радіохвилі, інфрачервоне, видиме випромінювання.
Ці види випромінювання мають недостатню енергію для іонізації речовини, тому не можуть змінити структуру атомів і молекул. Кордоном між неіонізуючим та іонізуючим випромінюванням зазвичай вважають довжину хвилі приблизно 100 нанометрів.
Енергії довгих радіохвиль недостатньо навіть для того, щоб нагріти щось - вони просто пройдуть наскрізь будь-якої їжі. Енергія інфрачервоного випромінювання (теплова) поглинається всіма предметами, зокрема їжею, тому успішно використовується, наприклад, тостерах. Мікрохвилі займають середнє становище ними і тому також мають невисоку енергію.

Мікрохвилі, що використовуються в НВЧ-печах.
У побутових мікрохвильових печах використовуються мікрохвилі з частотою випромінювання 2450 МГц (2,45 ГГц) і довжиною хвилі приблизно 12 см. Ці показники значно нижчі від частот рентгенівських і гамма-променів, які викликають іонізуючий ефект і небезпечні для людини. Мікрохвилі розташовуються між радіо- та інфрачервоними хвилями, тобто. вони мають недостатню енергію для іонізації атомів і молекул.
У справних НВЧ - печах мікрохвилі безпосередньо на людину не впливають. Вони поглинаються їжею, спричиняючи ефект утворення тепла.
Мікрохвильові печі не створюють іонізуюче випромінюванняі не випромінюють радіоактивні частинки, тому не мають радіоактивного впливу на живі організми та продукти харчування. Вони генерують радіохвилі, які за всіма законами фізики не можуть змінити атомно-молекулярну структуру речовини, вони можуть лише нагрівати її.
Отже, мікрохвилі - це різновид радіохвиль. Перебуваючи в шкалі частот між радіохвилями та інфрачервоним випромінюванням, вони мають спільні з ними властивості.
Однак, ні тепло, ні радіохвилі, які оточують нас усюди, ніяк не впливають на їжу, а отже, немає особливих причин чекати цього і від мікрохвиль.

З тієї ж теми:

Діапазон радіовипромінювання протилежний гамма-випромінювання і також необмежений з одного боку - з боку довгих хвиль та низьких частот.

Інженери ділять його на багато ділянок. Найкоротші радіохвилі використовують для бездротової передачі даних (інтернет, стільникова та супутникова телефонія); метрові, дециметрові та ультракороткі хвилі (УКХ) займають місцеві теле- та радіостанції; короткі хвилі (КВ) служать для глобального радіозв'язку - вони відбиваються від іоносфери і можуть огинати Землю; середні та довгі хвилі використовують для регіонального радіомовлення. Наддовгі хвилі (СДВ) – від 1 км до тисяч кілометрів – проникають крізь солону воду і застосовуються для зв'язку з підводними човнами, а також для пошуку корисних копалин.

Енергія радіохвиль вкрай низька, але вони збуджують слабкі коливання електронів у металевій антені. Ці коливання потім посилюються та реєструються.

Атмосфера пропускає радіохвилі довжиною від 1 мм до 30 м. Вони дозволяють спостерігати ядра галактик, нейтронні зірки, інші планетні системи, але найвражаюче досягнення радіоастрономії - рекордно детальні зображення космічних джерел, роздільна здатність яких перевищує десятитисячну частку кутової секунди.

Мікрохвилі

Мікрохвилі - це піддіапазон радіовипромінювання, що примикає до інфрачервоного. Його також називають надвисокочастотним (НВЧ) випромінюванням, так як у нього найбільша частота в радіодіапазоні.

Мікрохвильовий діапазон цікавий астрономам, оскільки в ньому реєструється реліктове випромінювання, що залишилося з часів Великого вибуху (інша назва - мікрохвильовий космічний фон). Воно було випущено 13,7 млрд років тому, коли гаряча речовина Всесвіту стала прозорою для власного теплового випромінювання. У міру розширення Всесвіту реліктове випромінювання охололо і сьогодні його температура становить 2,7 К.

Реліктове випромінювання приходить Землю з усіх напрямів. Сьогодні астрофізиків цікавлять неоднорідності світіння неба у мікрохвильовому діапазоні. За ними визначають, як у ранньому Всесвіті починали формуватися скупчення галактик, щоб перевірити правильність космологічних теорій.

А на Землі мікрохвилі використовуються для таких прозових завдань, як розігрів сніданку та розмови по мобільному телефону.

Атмосфера прозора для мікрохвиль. Їх можна використовувати для зв'язку із супутниками. Є також проекти передачі енергії на відстань за допомогою НВЧ-пучків.

Джерела

Огляди неба

Небо у мікрохвильовому діапазоні 1,9 мм(WMAP)

Космічний мікрохвильовий фон, званий також реліктовим випромінюванням, є остиглим світінням гарячого Всесвіту. Вперше воно було виявлено А. Пензіасом і Р. Вільсоном в 1965 (Нобелівська премія 1978) Перші виміри показали, що випромінювання абсолютно однорідне по всьому небу.

1992 року було оголошено про відкриття анізотропії (неоднорідності) реліктового випромінювання. Цей результат був отриманий радянським супутником Релікт-1 і підтверджений американським супутником COBE (див. Небо в інфрачервоному діапазоні). COBE також визначив, що спектр реліктового випромінювання дуже близький до чорнильної . За цей результат присуджено Нобелівську премію 2006 року.

Варіації яскравості реліктового випромінювання небом не перевищують однієї сотої частки відсотка, та їх наявність свідчить про ледь помітні неоднорідності у розподілі речовини, які існували ранній стадії еволюції Всесвіту і послужили зародками галактик та його скупчень.

Однак точності даних COBE та «Релікту» було недостатньо для перевірки космологічних моделей, і тому в 2001 році було запущено новий більш точний апарат WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), який до 2003 побудував детальну карту розподілу інтенсивності реліктового випромінювання по небесній сфері. На основі цих даних зараз ведеться уточнення космологічних моделей та уявлень про еволюцію галактик.

Реліктове випромінювання виникло, коли вік Всесвіту становив близько 400 тисяч років і він внаслідок розширення та охолодження став прозорим для власного теплового випромінювання. Спочатку випромінювання мало планківський (чорнотільний) спектр з температурою близько 3000 Kі припадало на ближній інфрачервоний та видимий діапазони спектру.

У міру розширення Всесвіту реліктове випромінювання зазнавало червоного усунення, що призводило до зниження його температури. На сьогоднішній день температура реліктового випромінювання становить 2,7 Доі воно припадає на мікрохвильовий та далекий інфрачервоний (субміліметровий) діапазони спектру. На графіці показано наближений вид планківського спектру цієї температури. Вперше спектр реліктового випромінювання було виміряно супутником COBE (див. Небо в інфрачервоному діапазоні), за що у 2006 році було присуджено Нобелівську премію.

Радіонебо на хвилі 21 см, 1420 МГц(Dickey & Lockman)

Знаменита спектральна лінія із довжиною хвилі 21,1 см– це ще один спосіб спостереження нейтрального атомарного водню у космосі. Лінія виникає завдяки так званому надтонкому розщепленню основного рівня енергії атома водню.

Енергія незбудженого атома водню залежить від взаємної орієнтації спинів протона та електрона. Якщо вони паралельні, енергія трохи вища. Такі атоми можуть спонтанно переходити в стан з антипаралельними спинами, випускаючи квант радіовипромінювання, що забирає крихітний надлишок енергії. З окремим атомом таке трапляється в середньому раз на 11 млн років. Але величезне поширення водню у Всесвіті уможливлює спостереження газових хмар на цій частоті.

Радіонебо на хвилі 73,5 см, 408 МГц(Бонн)

Це найдовгохвильовий з усіх оглядів неба. Він був виконаний на хвилі, де в Галактиці спостерігається значна кількість джерел. З іншого боку, вибір довжини хвилі визначався технічними причинами. Для побудови огляду використовувався один із найбільших у світі повноповоротних радіотелескопів – 100-метровий боннський радіотелескоп.

Земне застосування

Головна перевага мікрохвильової печі – прогрів згодом продуктів по всьому об'єму, а не лише з поверхні.

Мікрохвильове випромінювання, маючи велику довжину хвилі, глибше за інфрачервоне проникає під поверхню продуктів. Усередині продуктів електромагнітні коливання збуджують обертальні рівні молекул води, рух яких переважно і викликає нагрівання їжі. Таким чином відбувається мікрохвильова (НВЧ) сушіння продуктів, розморожування, приготування та розігрів. Також змінні електричні струми порушують струми високої частоти. Ці струми можуть виникати в речовинах, де є рухомі заряджені частинки.

А ось гострі та тонкі металеві предмети в мікрохвильову піч поміщати не можна (це особливо стосується посуду з напиленими металевими прикрасами під срібло та золото). Навіть тонке колечко позолоти по краю тарілки може викликати потужний електричний розряд, який пошкодить пристрій, що створює електромагнітну хвилю печі (магнетрон, клістрон).

Принцип дії стільникової телефонії ґрунтується на використанні радіоканалу (у мікрохвильовому діапазоні) для зв'язку між абонентом та однією з базових станцій. Між базовими станціями інформація передається, як правило, цифровими кабельними мережами.

Радіус дії базової станції – розмір стільника – від кількох десятків до кількох тисяч метрів. Він залежить від ландшафту та від потужності сигналу, яку підбирають так, щоб в одній соті було не надто багато активних абонентів.

У стандарті GSM одна базова станція може забезпечувати не більше 8 телефонних розмов одночасно. На масових заходах і при стихійних лихах кількість абонентів, що телефонують, різко збільшується, це перевантажує базові станції і призводить до перебоїв зі стільниковим зв'язком. На такі випадки стільникові оператори мають мобільні базові станції, які можуть бути оперативно доставлені в район великого скупчення народу.

Багато суперечок викликає питання про можливу шкоду мікрохвильового випромінювання мобільних телефонів. Під час розмови передавач перебуває у безпосередній близькості від голови людини. Дослідження, що багаторазово проводилися, поки не змогли достовірно зареєструвати негативного впливу радіовипромінювання стільникових телефонів на здоров'я. Хоча повністю виключити вплив слабкого мікрохвильового випромінювання на тканини організму не можна, підстав для серйозного занепокоєння немає.

Передача телевізійного зображення ведеться на метрових та дециметрових хвилях. Кожен кадр розбивається на рядки, вздовж яких певним чином змінюється яскравість.

Передавач телевізійної станції постійно видає в ефір радіосигнал строго фіксованої частоти, вона називається частотою, що несе. Під неї підлаштовується приймальний контур телевізора - у ньому на потрібній частоті виникає резонанс, що дозволяє вловити слабкі електромагнітні коливання. Інформація про зображення передається амплітудою коливань: велика амплітуда – висока яскравість, низька амплітуда – темна ділянка зображення. Цей принцип називається амплітудною модуляцією. Аналогічно передається звук радіостанціями (крім FM-станцій).

З переходом до цифрового телебачення правила кодування зображення змінюються, але принцип несучої частоти та її модуляції зберігається.

Параболічна антена для прийому сигналу з геостаціонарного супутника в мікрохвильовому та УКХ-діапазонах. Принцип дії такий самий, як у радіотелескопа, але тарілку не потрібно робити рухомою. У момент монтажу її направляють на супутник, який залишається на одному місці щодо земних споруд.

Це досягається з допомогою виведення супутника на геостаціонарну орбіту висотою близько 36 тис. кмнад екватором Землі. Період звернення по цій орбіті точно дорівнює періоду обертання Землі навколо своєї осі щодо зірок - 23 години 56 хвилин 4 секунди. Розмір тарілки залежить від потужності супутникового передавача та його діаграми спрямованості. Кожен супутник має основний район обслуговування, де його сигнали приймаються тарілкою діаметром 50–100. см, і периферійна зона, де сигнал швидко слабшає і для його прийому може знадобитися антена до 2-3 м.

Андросової Катерини

I. НВЧ-випромінювання (трохи теорії).

ІІ. Вплив на людину.

ІІІ. Практичне застосування НВЧ-випромінювання. НВЧ-печі.

1. Що таке НВЧ-пекти?

2. Історія створення.

3. Пристрій.

4. Принцип роботи НВЧ-печі.

5. Основні характеристики:

a. Потужність;

b. Внутрішнє покриття;

c. Гриль (його різновиду);

d. Конвекція;

IV. Дослідницька частина проекту.

1. Порівняльний аналіз.

2. Соціальне опитування.

V. Висновки.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Проектна робота

по фізиці

на тему:

«НВЧ випромінювання.
Його використання у НВЧ-печах.
Порівняльний аналіз печей різних виробників»

учениці 11 класу

ГОУ ЗОШ «Лосиний острів» №368

Андросової Катерини

Вчитель – керівник проекту:

Житомирська Зінаїда Борисівна

Лютий 2010

НВЧ-випромінювання.

Інфрачервоне випромінювання- електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область між червоним кінцем видимого світла (з довжиною хвиліλ = 0,74 мкм) та мікрохвильовим випромінюванням (λ ~ 1-2 мм).

Мікрохвильове випромінювання, Надвисокочастотне випромінювання(НВЧ-випромінювання) - електромагнітне випромінювання включає сантиметровий і міліметровий діапазон радіохвиль (від 30 см - частота 1 ГГц до 1 мм - 300 ГГц). Мікрохвильове випромінювання великої інтенсивності використовується для безконтактного нагрівання тіл, наприклад, у побуті та для термообробки металів у мікрохвильових печах, а також для радіолокації. Мікрохвильове випромінювання малої інтенсивності використовують у засобах зв'язку, переважно портативних (рації, стільникові телефони останніх поколінь, WiFi-пристрою).

Інфрачервоне випромінювання також називають «тепловим» випромінюванням, оскільки всі тіла, тверді та рідкі, нагріті до певної температури, випромінюють енергію в інфрачервоному спектрі. При цьому довжини хвиль, що випромінюються тілом, залежать від температури нагрівання: чим вища температура, тим коротша довжина хвилі і вища інтенсивність випромінювання. Спектр випромінювання абсолютно чорного тіла за відносно невисоких (до кількох тисяч Кельвінів) температур лежить в основному саме в цьому діапазоні.

ІЧ (інфрачервоні) діоди та фотодіоди повсюдно застосовуються в пультах дистанційного керування, системах автоматики, охоронних системах і т. п. Інфрачервоні випромінювачі застосовують у промисловості для сушіння лакофарбових поверхонь. Інфрачервоний метод сушіння має суттєві переваги перед традиційним конвекційним методом. Насамперед це, безумовно, економічний ефект. Швидкість і енергія, що витрачається при інфрачервоному сушінні менше тих же показників при традиційних методах. Позитивним побічним ефектом також є стерилізація харчових продуктів, збільшення стійкості до корозії поверхонь, що покриваються фарбами. Недоліком є ​​істотно велика нерівномірність нагріву, що у ряді технологічних процесів абсолютно неприйнятно. Особливістю застосування ІЧ-випромінювання у харчовій промисловості є можливість проникнення електромагнітної хвилі в такі капілярно-пористі продукти, як зерно, крупа, борошно тощо на глибину до 7 мм. Ця величина залежить від характеру поверхні, структури, властивостей матеріалу та частотної характеристики випромінювання. Електромагнітна хвиля певного частотного діапазону надає не тільки термічний, а й біологічний вплив на продукт, що сприяє прискоренню біохімічних перетворень у біологічних полімерах (крохмаль, білок, ліпіди).

Вплив НВЧ-випромінювання на людину

Накопичений експериментальний матеріал дозволяє розділити всі ефекти впливу НВЧ-випромінювання на живі істоти на 2 великі класи: теплові та нетеплові. Тепловий ефект у біологічному об'єкті спостерігається при опроміненні його полем із щільністю потоку потужності понад 10 мВт/см2, а нагрівання тканин при цьому перевищує величину 0.1 С, інакше спостерігається нетепловий ефект. Якщо процеси, що відбуваються при впливі потужних електромагнітних полів НВЧ, отримали теоретичний опис, що добре узгоджується з експериментальними даними, процеси, що відбуваються при впливі випромінювання низької інтенсивності, теоретично слабо вивчені. Відсутні навіть гіпотези про фізичні механізми впливу електромагнітного вивчення низької інтенсивності на біологічні об'єкти різного рівня розвитку, починаючи з одноклітинного організму та кінчаючи людиною, хоч і розглядаються окремі підходи до вирішення цієї проблеми.

НВЧ-випромінювання може впливати на поведінку, почуття, думки людини;
Впливає на біоструми, що мають частоту від 1 до 35 Гц. Через війну з'являються порушення сприйняття дійсності, підйом і зниження тонусу, втома, нудота і біль; можлива повна стерилізація інстиктивної сфери, а також ушкодження серця, мозку та ЦНС.

ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ВИПРОМІНЮВАННЯ РАДІОЧАСТОТНОГО ДІАПАЗОНУ (ЕМІ РЧ).

СанПіН 2.2.4/2.1.8.055-96 Гранично допустимі рівні щільності потоку енергії в діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц в залежності від тривалості впливу При впливі випромінювання 8 і більше годин ПДК - 0,025 мВт на сантиметр квадратний, при вплив - 0,1 мВт на квадратний сантиметр, а при дії 10 хвилин і менше, ПДУ - 1 мВт на квадратний сантиметр.

Практичне застосування НВЧ-випромінювання. НВЧ-печі

НВЧ-пісь - побутовий електроприлад, призначений для швидкого приготування або швидкого підігріву їжі, а також для розморожування продуктів, що відбуваються за допомогою радіохвиль.

Історія створення

Американський інженер Персі Спенсер помітив здатність надвисокочастотного випромінювання до нагрівання продуктів, коли працював у компанії Райтеон (англ. Raytheon ), що займається виготовленням обладнання для радарів. За легендою, коли він проводив експерименти з черговим магнетроном, Спенсер зауважив, що шмат шоколаду в його кишені розплавився. За іншою версією він зауважив, що нагрівся бутерброд, покладений на включений магнетрон.

Патент на мікрохвильову піч було видано 1946 року. Перша мікрохвильова піч була побудована фірмою Райтеон і призначена для швидкого промислового приготування їжі. Її висота була приблизно рівна людському зростанню, маса - 340 кг, потужність - 3 кВт, що приблизно вдвічі більше потужності сучасної побутової НВЧ-печі. Коштувала ця піч близько 3000$. Вона використовувалася, переважно, в солдатських їдалень і їдалень військових госпіталів.

Перша серійна побутова мікрохвильова піч була випущена японською фірмою Sharp у 1962 році. Спочатку попит на новий виріб був невисоким.

У СРСР мікрохвильові печі випускав завод ЗІЛ.

Влаштування НВЧ-печі.

Основні компоненти:

1. джерело мікрохвиль;
2. магнетрон;
3. джерело високовольтного живлення магнетрону;
4. ланцюг управління;
5. хвилевід для передачі мікрохвиль від магнетрону до камери;
6. металева камера, в якій концентрується мікрохвильове випромінювання і куди поміщається їжа, з металізованими дверцятами;
7. допоміжні елементи;
8. столик, що обертається, в камері;
9. схеми, що забезпечують безпеку (блокування);
10. вентилятор, що охолоджує магнетрон і продує камеру для видалення газів, що утворюються при приготуванні їжі.

Принцип роботи

Магнетрон перетворюють електричну енергію на високочастотне електричне поле, що змушує рухатися молекули води, що призводить до розігріву продукту. Магнетрон, створюючи електричне поле, направляє його хвилеводу в робочу камеру, в якій розміщений продукт, що містить воду (вода є диполем, так як молекула води складається з позитивних і негативних зарядів). Вплив зовнішнього електричного поля продукт призводить до того, що диполі починають поляризуватися, тобто. диполі починають повертатися. При повороті диполів виникають сили тертя, які перетворюються на тепло. Оскільки поляризація диполів відбувається по всьому об'єму продукту, що викликає його нагрівання, цей вид нагрівання називають об'ємним. НВЧ - нагрівання називають ще й мікрохвильовим, маючи на увазі коротку довжину електромагнітних хвиль.

Характеристики НВЧ-печей

Потужність.

1. Корисна, або ефективна потужність мікрохвильової печі, важлива власне для розігріву, приготування та розморожування – цепотужність мікрохвиль та потужність грилю. Як правило, потужність мікрохвиль пропорційна обсягу камери: даної потужності мікрохвиль і гриля має бути достатньо для кількості продуктів, яку можна помістити в дану мікрохвильову піч у відповідних режимах. Умовно можна вважати, що чим вище потужність мікрохвиль, тим швидше відбувається нагрівання та приготування їжі.
2. Максимальна споживана потужність- Електрична потужність, на яку теж слід звертати увагу, оскільки витрата електрики може бути досить великою (особливо у великогабаритних мікрохвильових печей з грилем та конвекцією). Знати максимальну споживану потужність необхідно не тільки для оцінки кількості електроенергії, що витрачається, але і для перевірки можливості підключення до наявних розеток (у окремих мікрохвильових печей максимальна споживана потужність досягає 3100 Вт).

Внутрішні покриття

Стінки робочої камери мікрохвильової печі мають спеціальне покриття. В даний час існують три основні варіанти: покриття з емалі, спеціальні покриття та покриття з нержавіючої сталі.

1. Покриття з емалі міцне, Гладке і зручне в чищенні, зустрічається у багатьох мікрохвильових печей.
2. Спеціальні покриття, Розроблені виробниками мікрохвильових печей, являють собою вдосконалені покриття, ще більш стійкі до пошкоджень і інтенсивного теплового впливу і більш зручні в чищенні, ніж звичайна емаль. До спеціальних, або вдосконалених покриттів, відносяться "антибактеріальне покриття" LG і "біокерамічне покриття" Samsung.
3. Покриття з нержавіючої сталі- надзвичайно стійке до високих температур та пошкоджень, особливо надійне та довговічне, і до того ж вельми вишукано виглядає. Покриття з нержавіючої сталі зазвичай застосовується в мікрохвильових печах з грилем, або з грилем та конвекцією, що мають багато високотемпературних режимів. Як правило, це печі високої цінової категорії, з гарним зовнішнім та внутрішнім дизайном. Однак слід зауважити, що підтримання такого покриття в чистоті вимагає певних зусиль та використання спеціальних засобів для чищення.

Гриль

ТЕНовий гриль. зовні нагадує чорну металеву трубку з нагрівальним елементом усередині, розміщену у верхній частині робочої камери. Багато мікрохвильових печей оснащені так званим "рухомим" нагрівальним елементом (ТЕНом), який можна переміщати і встановлювати вертикально або похило (під кутом), забезпечуючи нагрівання не зверху, а збоку.
Рухомий ТЕНовий гриль особливо зручний в експлуатації та надає додаткові можливості для приготування страв у режимі гриля (наприклад, у деяких моделях можна обсмажувати курку у вертикальному положенні). Крім того, внутрішню камеру мікрохвильової печі з рухомим ТЕНовим грилем легше та зручніше мити (як і сам гриль).

Кварцовий гриль розташований у верхній частині мікрохвильової печі, і являє собою трубчастий кварцовий елемент за металевими ґратами.

На відміну від ТЕНового грилю, кварцовий не займає місця у робочій камері.

Потужність кварцового грилю зазвичай менша, ніж гриля з ТЕНом, мікрохвильові печі з кварцовим грилем споживають менше електрики.

Печі з кварцовим грилем м'якше і рівномірно обсмажують, проте гриль з ТЕНом може забезпечувати більш інтенсивну роботу ("агресивніший" нагрівання).

Є думка, що кварцовий гриль легше підтримувати в чистоті (він прихований у верхній частині камери за ґратами та забрудненням піддається складніше). Проте зауважимо, що з часом бризки жиру тощо. можуть все ж таки на нього потрапити, і його вже не вдасться просто вимити, як ТЕНовий гриль. Нічого особливо страшного в цьому немає (бризки жиру та інші забруднення просто вигорятимуть з поверхні кварцового грилю).

Конвекція

НВЧ-печі з конвекцією забезпечені кільцевим нагрівальним елементом та вбудованим вентилятором (зазвичай розташовується на задній стінці, в окремих випадках – нагорі), який рівномірно розподіляє нагріте повітря всередині камери. Завдяки конвекції продукти пропікаються та просмажуються, і в такій печі можна пекти пироги, запікати курку, гасити м'ясо тощо.

Дослідницька частина проекту

Порівняльний аналіз НВЧ-печей різних виробників
Результати соціального опитування

Порівняльна таблиця

Серед учнів старших класів школи було проведено соціальне опитування.

1. Чи є у вас мікрохвильова піч?

2. Який фірми? Яка модель?

3. Яка потужність? Інші характеристики?

4. Чи знаєте Ви правила безпеки при поводженні з НВЧ-піччю? Чи дотримуєтеся Ви їх?

5. Як ви використовуєте НВЧ-піч?

6. Ваш рецепт.

Запобіжні заходи при використанні НВЧ-печі.

1. Мікрохвильове випромінювання не може проникати всередину металевих предметів, тому не можна готувати їжу у металевому посуді. Якщо металевий посуд закритий, то випромінювання взагалі не поглинається і піч може вийти з ладу. У відкритому металевому посуді приготування в принципі можливе, але ефективність його на порядок менша (бо випромінювання не проникає з усіх боків). До того ж поблизу гострих країв металевих предметів можлива поява іскор.
2. Небажано поміщати в мікрохвильову піч посуд з металевим напиленням («золотою облямівкою») - тонкий шар металу має великий опір і сильно нагрівається вихровими струмами, це може зруйнувати посуд в області металевого напилення. У той же час металеві предмети без гострих країв, виготовлені з товстого металу, порівняно безпечні в мікрохвильовій печі.
3. Не можна готувати в мікрохвильовій печі рідину в герметично закритих ємностях і цілі пташині яйця - через сильне випаровування води всередині них вони вибухають.
4. Небезпечно нагрівати в мікрохвильовій печі воду, т. к. вона здатна до перегрівання, тобто до нагрівання вище температури кипіння. Перегріта рідина здатна потім скипіти дуже різко й у несподіваний момент. Це стосується не тільки дистильованої води, але й будь-якої води, в якій міститься мало зважених частинок. Чим гладкішою і одноріднішою є внутрішня поверхня судини з водою, тим вищий ризик. Якщо у судини вузьке шийка, то велика ймовірність, що в момент початку кипіння перегріта вода виллється і обпалить руки.

ВИСНОВКИ

НВЧ-печі широко використовуються в побуті, але деякі покупці НВЧ-печей не знають правил поводження з НВЧ-печами. Це може призвести до негативних наслідків (велика доза випромінювання, спалах тощо)

Основні характеристики НВЧ-печей:

1. Потужність;
2. Наявність гриля (ТЕНового/кварцового);
3. Наявність конвекції;
4. Внутрішнє покриття.

Найпопулярнішими є НВЧ-печі фірм Samsung і Panasonic потужністю 800 Вт, з грилем, вартістю близько 4000-5000 руб.

> Мікрохвилі

Вивчіть потужність та вплив мікрохвиль. Читайте про діапазони мікрохвиль, частота і довжина випромінювання, які є джерела мікрохвиль, робота духової шафи.

Мікрохвилі– електромагнітні хвилі з довжиною 1 м – 1 мм).

Завдання навчання

• Розібратися у трьох діапазонах мікрохвиль.

Основні пункти

• Мікрохвильова область перекривається найвищими частотними хвилями.
• Префікс «мікро» у мікрохвильовій печі не вказує на довжину хвиль.
• Мікрохвилі поділяються на три діапазони: вкрай висока частота (30-300 ГГц), надвисока (3-30 ГГц) та ультранадвисока (300 МГц-3 ГГц).
• До списку джерел входять штучні пристрої на кшталт передавальних веж, радарів, мазерів, а також природні – Сонце та реліктове випромінювання.
• Мікрохвилі можна видобути з атомів та молекул. Вони поглинають і випромінюють промені, якщо температура піднімається вище за абсолютного нуля.

Терміни

• Радіолокаційний - метод пошуку віддалених об'єктів і вказівка ​​їх позиції, швидкості та інших характеристик через аналіз радіохвиль, що відправляються, відбитих від поверхні.
• Теплове хвилювання – теплове переміщення атомів і молекул, якщо температура в об'єкті вища за абсолютний нуль.
• Терагерцеве випромінювання – електромагнітні хвилі, частоти яких наближаються до терагерцу.

Мікрохвилі

Мікрохвилі – електромагнітні хвилі, чия довжина хвилі існує у діапазоні 1м – 1мм (300 МГц – 300 ГГц). Мікрохвильова область зазвичай перекривається найвищими частотними хвилями. Вони здатні переміщатися в умовах вакууму зі світловою швидкістю.

Префікс "мікро" в "мікрохвильовій печі" не вказує на довжину хвилі в діапазоні мікрометрів. Це лише говорить про те, що мікрохвилі виступають маленькими, тому що мають менші довжини хвиль, якщо порівнювати з радіомовленням. Поділ між різними типами променів найчастіше довільний.

Перед вами основні категорії електромагнітних хвиль. Роздільні лінії в деяких місцях відрізняються, інші категорії можуть перекриватися. Мікрохвилі займають високочастотну ділянку радіосекції електромагнітного спектру

Підкатегорії мікрохвиль

Мікрохвилі поділяються на три діапазони:

• украй висока частота (30-300 Гц). Якщо показники вищі, ми стикаємося з далеким ІЧ-світлом, іменованим ще терагерцовым випромінюванням. Цю смугу найчастіше залучають до радіоастрономії та дистанційного зондування.
• надвисока частота (3-30 ГГц). Її називають сантиметровою смугою, тому що частота коливається між 10-1 см. Діапазон застосовується в радіолокаційних передавачах, мікрохвильових печах, супутниках зв'язку і коротких наземних каналах для транспортування даних.
• Ультрасверхвысокая частота (300МГц – 3ГГц) – дециметровий діапазон, оскільки довжина хвиль коливається від 10 див до 1 м. Вони є у телевізійному мовленні, бездротового телефонного зв'язку, раціях, супутниках тощо.

Джерела мікрохвиль

Це високочастотні електромагнітні хвилі, що створюються струмами в макроскопічних схемах та пристроях. Їх також можна отримати з атомів та молекул, якщо ті виступають у складі електромагнітних променів, сформованих при термічному перемішуванні.

Більше інформації передається на високих частотах, тому мікрохвилі чудово підходять для комунікаційних приладів. Через короткі довжини хвиль між передавачем і приймачем має встановитися чітка лінія зору.

Сонце також виробляє мікрохвильові промені, хоча більшість блокується планетарною атмосферою. Реліктове випромінювання пронизує весь простір. Його знаходження підтверджує теорію Великого Вибуху.

Реліктове випромінювання Великого Вибуху зі збільшенням розширення

Пристрої з мікрохвильами

У мікрохвильових джерелах з великою потужністю використовують спеціальні вакуумні трубки, щоб генерувати мікрохвилі. Пристрої функціонують за різними принципами за допомогою балістичного руху електронів за умов вакууму. На них впливають електричні чи магнітні поля.

Порожнина магнетрону, задіяна в мікрохвильовій печі

Мікрохвильові печі використовують мікрохвилі, щоб підігріти їжу. Необхідні частоти 2.45 ГГц створюються завдяки прискоренню електронів. Після чого у духовці формується змінне електричне поле.

Вода і деякі компоненти їжі мають негативний заряд на одному кінці і позитивний на іншому. Діапазон мікрохвильових частот вибирається таким чином, щоб полярні молекули намагалися зберегти свої позиції, поглинали енергії і збільшували температурні показники (діелектричний нагрівання).

Радар за часів Другої світової хвилі використовував мікрохвилі. Знаходження та синхронізація мікрохвильових ехо-сигналів здатні обчислити дистанцію до об'єктів, на зразок хмар або літальних апаратів. Доплерівське зрушення в радіолокаційному луні може вказати швидкість переміщення машини або навіть інтенсивність зливи. Більш складні системи відображають нашу та чужі планети. Мазер – прилад, що нагадує лазер, який збільшує світлову енергію, стимулюючи фотони.