Микровълни

Ултракъсите радиовълни с дължина на вълната между 1 mm и 30 cm се наричат микровълни. Ще се спрем накратко на някои от съвременните приложения на микровълните в науката, техниката и в бита.


Радиолокация

Откриването на различни обекти и точното определяне на тяхното местоположение с помощта на микровълни се нарича радиолокация. Това става с устройство, наречено радиолокатор или радар. Принципът на действие на радиолокатора е подобен на ултразвуковия локатор. Радиолокаторът е снабден с мощен свръхвисокочестотен (СВЧ) генератор, свързан със специална антена, която излъчва микровълни само в определена посока. (Теоретично и експериментално се доказва, че колкото дължината на електромагнитната вълна е по-малка, толкова по-голяма насоченост на излъчването може да се постигне. Това е основната причина за радиолокация да се използват микровълни, а не по-дълги радиовълни.) Поради голямата насоченост на излъчването можем да говорим за микровълнов „лъч", който се разпространява по посока на обекта, отразява се от него и се връща обратно. За определяне на разстоянието до обекта най-често се използва импулсен режим на излъчване. Продължителността на всеки импулс е много малка, така че излъчването му приключва преди пристигането на отразения сигнал. Това дава възможност една и съща антена да се използва както за предаване, така и за приемане: в паузата между два последователни импулса предавателната антена се превключва да работи като приемна антена и регистрира отразения от обекта импулс. Като се измери времето, за което импулсът достига обекта и се връща обратно, изчислява се разстоянието до обекта.
В съвременните радиолокатори информацията, съдържаща се в отразените от обекта микровълни, се преобразува в цифров код, което позволява бързата й по-нататъшна обработка. Това дава възможност с радиолокатора например да се следят едновременно няколко цели, да се определят техните скорости и посоки на движение и т.н.
С радиолокатори са снабдени корабите, самолетите, полицейските коли, летищата и т.н.
Чрез радиолокация се изследват също така телата от Слънчевата система - планети, спътници, комети, слънчевата корона. Поради огромните междупланетни разстояния за изучаване на небесните тела се използват мощни радиолокатори с много големи антени, както и радиолокатори, монтирани на космически апарати. Радиолокационните методи дават възможност много точно да се определят разстоянията до планетите, размерите на техните орбити, местоположението нa изкуствените спътници и др.


Увеличи

Други приложения на микровълните

През 1945 г. известният писател фантаст Артьр Кларк предсказва, че геостационарните изкуствени спътници (това са спътници, които се въртят синхронно със Земята, поради което винаги се намират над една и съща точка от нейната повърхност) могат да се използват за далекосъобщения (телекомуникации). Днес спътниковите (сателитни) радиовръзки, които се осъществяват посредством микровълни, вече са реалност, променила живота на милиони хора на планетата. Например само чрез един спътник могат едновременно да се предават 12 000 телефонни разговора или 10 телевизионни програми.
Микровълновите фурни са едно интересно приложение на микровълните в бита. Храната може да бъде „изпечена" с микровълни, тъй като една от собствените честоти на трептене на водните молекули е разположена в микровълновия диапазон. Когато микровълни със същата честота се насочат към хранителния продукт, те предизвикват резонансни трептения на съдържащите се в него водни молекули. Така енергията на микровълните се поглъща от водата и хранителният продукт се загрява вътрешно, а не само по повърхността, както при обикновените фурни.
Един от проектите за използване на слънчевата енергия предвижда тя да се събира от специални слънчеви колектори, разположени в космическото пространство. След това слънчевата енергия да се преобразува в енергия на микровълни, които да се насочват към приемната станция на земната повърхност. Тъй като Слънцето нагрява колектора непрекъснато, а микровълните (за разлика от светлината) достигат земната повърхност дори и при гъста облачност, реализирането на подобен проект би довело до по-ефективно използване на слънчевата енергия.

Атанас Илиев Вичко Чолаков WebCounter Школа А&Б