Tips 1: Hvordan fungerer mikrobølgemasken?

Tips 1: Hvordan fungerer mikrobølgemasken?

Ordet "laser" og prinsippet om bruk av denne enhetenkjent for folk. Ordet "maser" som ligger nært i lyding er kjent mye mindre. Det er en forkortelse av de første bokstavene i den engelske definisjonen "Mikrobølgeforsterkning ved stimulert utslipp av stråling", som betyr "forsterkning av mikrobølger ved stimulert utslipp". Det er, i motsetning til et laseremitterende lys, en nærliggende maser avgir mikrobølgebjelker.

Hvordan mikrobølge masers arbeid
For første gang ble en slik enhet utvikletSovjetiske og amerikanske fysikere i 1954. Deretter ble forskerne A. Prokhorov, N. Basov og C. Townes tildelt denne Nobelprisen. I lang tid fant maser ikke praktisk anvendelse, siden arbeidet krevde alvorlige forhold: vakuum og svært lav temperatur (nær absolutt null). I tillegg, selv under slike forhold, var kraften til maser mye lavere enn laserkraften. Nylig har imidlertid fysikere fra British National Physical Laboratory utviklet en maser modell som kan operere ved romtemperatur og trykk. Deres arbeid var basert på en studie av forskere fra Japan, som i slutten av det 20. århundre gjennomførte eksperimenter, bestråling av den organiske pentacenforbindelsen med en laser. De fant at under påvirkning av laserstråler kan molekyler av materie fungere som maser. Siden de japanske forskerne var interessert i et annet problem (nøytronspredning), var de ikke knyttet til det fenomenet som ble oppdaget. Britene, etter å ha funnet beskrivelsen av disse forsøkene, bestemte seg for å legge pentacen til et annet organisk stoff for å oppnå krystaller som ligner de som ble brukt i lasere. Etter en rekke feil, ble krystallene av ønsket form og farge fremhevet. Forskerne satte dem inn i gjennomsiktige safirringer, hvoretter de bestrålede laseren ble plassert i den resulterende strukturen i en resonator. Resultatet oppnådde overgått de dristigste forventningene. Laserstrålen brakte pentacenmolekylene inn i en spennende (ustabil) tilstand. Med omvendt overgang av molekyler til en stabil tilstand, oppstod en mikrobølgeovn i form av en stråle, som i intensitet var umåtelig større enn strålene generert av de tidligere modellene av maser. "Det mottatte signalet var hundre millioner ganger kraftigere enn eksisterende masker," sier fysikeren Mark Oxbornrow, under hvis tilsyn disse forsøkene ble utført. Enheten, oppnådd av britene, er ekstremt lovende, selv om det krever store anstrengelser for å avgrense. Nå genererer maser Oxborrow bare svært korte pulser, med et bredt spekter av bølger. Hvis det er mulig å få det til å fungere konstant, i tillegg, i et smalere bølgeområde, vil maser finne en meget bred applikasjon innen ulike fagområder innen vitenskap og teknologi.

Tips 2: Hvordan fungerer mikrobølgeovnen?

Mikrobølgeovnen fungerer i henhold til prinsippetdipolskifte. Mikrobølgene som genereres av magnetronen forårsaker at vannmolekylene i produktene skal oscillere. Den kinetiske energien til bevegelsen av molekyler omdannes til varme. Så varmer maten opp.

Hvordan virker mikrobølgeovnen?
Mikrobølgeovnen er et husholdningsapparat beregnet til oppvarming eller matlaging ved hjelp av ultrahøyfrekvent stråling.

mikrobølgeovn

Mikrobølge stråling inkluderer radiobølgerdecimeter, centimeter og millimeterintervall. Mikrobølgeovner bruker vanligvis mikrobølge desimetre med en frekvens på mer enn to megahertz. Hovedforskjellen mellom en mikrobølgeovn og en ovn er for eksempel at maten i den oppvarmes, ikke bare fra overflaten. Radiofrekvensbølger med høy frekvens kan trenge inn i en dybde på opptil 2-3 centimeter, noe som påskynder oppvarmings- eller kokeprosessen.

Operasjonsprinsipp

Prinsippet for drift av mikrobølgeovner er basertpå dipolskiftet. Hvis materialet inneholder polære molekyler (for eksempel vann), forårsaker energien til radiobølgene som virker på disse molekylene, at de skifter konstant og tilpasser seg feltets kraftlinjer. Et felt som virker på et objekt er variabelt, slik at molekylene ser ut til å "svinge" fra den ene siden til den andre. I dette tilfellet overfører de til hverandre den energi som mottas fra radiobølger. Ifølge fysikkloven er temperaturen i kroppen direkte proporsjonal med den kinetiske energien til bevegelsen av molekyler og atomer. Følgelig er de mer aktive de polare molekylene i bevegelse - jo mer oppvarmet gjenstanden. Dette fenomenet kalles dipolskiftet. Det er en transformasjon av elektromagnetisk stråling i varme. Siden vann spiller rollen som polare molekyler i matvarer, er moderne mikrobølgeovner designet slik at de varmes opp vannmolekylene og i flytende tilstand. For eksempel blir is eller sukker oppvarmet i mikrobølgeovn mye langsommere. Kilden til radiobølger i mikrobølgeovner er magnetronen. Magnetron - en spesiell elektronisk lampe som er i stand til å generere bølger av dekimeterområdet. Fra magnetronen blir bølgene overført til det indre rommet av ovnen langs bølgeledene.

Oppfinnelsens historie av mikrobølgeovner

Oppfinner av mikrobølgeovner vurderesAmerikansk militæringeniør Percy Spencer. Da Percy jobbet i laboratoriet på radarer bestemt for marinen, la han merke til at en sandwich satt på magnetronen ble slått på. Det er en annen versjon av historien om oppdagelsen av mikrobølger, ifølge hvilken strålingen av magnetronen i Percy lomme smelte sjokoladebaren.