hrisiiiiii
06-07-2008, 11:57
Виж тези:
За илюстрацията на вълните се използва ситуацията, когато в спокойна вода хвърлим малко камъче. На мястото на падането, водата се разклаща и образува концентрични окръжности , напречни вълни разпространяващи се с еднаква скорост във всички посоки.
Електромагнетизмът започва с феномена, който произтича, когато през електрически проводник протече ток. Електрическия поток произвежда енергия извън проводника.
Микровълните, в печките, както и светлината преминават през стъкло и някой материали и проникват в други , предизвикват засилено трептене на молекулите им, което от своя страна причинява повишаване на температурата.
Водата е едно от най-добре абсорбиращите микровълните вещества и затова продуктите съдържащи най-много влага се готвят най-бързо в микровълнова печка.
Не е истина, че микровълните загряват храната отвътре навън равномерно, при размразяване или печене винаги има области с различна температура. Възможно е при готвене на месо например да има част , която да не е изпечена добре, което е опасно, защото ако това месо е заразено с бактерии, те не са унищожени напълно, както се гарантира от печенето в нормална готварска печка.
Поради тази причина микровълновата обработка на храни не е намерила приложение в консервната промишленост.
Микровълните са подобни на светлината електромагнитни вълни без електричен заряд, движещи се праволинейно без да се влияят от магнитни полета. Открити са от американския радиоинженер Карл Гуте Янски през 1931 г. Микровълните имат дължина на вълната от порядъка на сантиметри и честота от порядъка на гигахерци и принадлежат към групата на излъчване, наречена радиовълни и са най-малките в тази група.
Тъй като микровълните са много по-дълги в сравнение със светлинните вълни, те имат по-малка енергия и се детектират по-трудно. Точността, с която може да бъде определено положението на източника на вълни намалява с увеличаването на дължината на вълната. Затова е по-трудно да се определи мястото на един източник на микровълни, отколкото на светлинния.
Съществуването на микровълни в космоса показва, че звездите излъчват във всички дължини на вълните. Земната атмосфера пропуска светлинните и микровълните, но спира други електромагнитни вълни. Затова с помощта на спътници, обикалящи около Земята, извън нейната атмосфера се изследва пълния обхват на идващото от космоса излъчване. С помощта на такава апаратура учените успяха да детектират ултравиолетовите, рентгеновите и лъчите с много малка дължина – гама-лъчите.
Микровълните намират приложение в предаването на информация от едно място до друго, тъй като те могат да проникват през мъгла, дъжд, сняг и дим. По-дългите микровълни, с дължина на вълната 12 см. и честота 2.45 GHz се използват за затоплянето на храната в микровълновите фурни.
1.Същност
Микровълните са електромагнитни вълни с дължина на вълната по-дълга от тази на инфрачервената светлина, но по-къса от тази на радиовълните.
Микровълните,известни още като радиовълни със свръх висока честота , имат дължина на вълната приблизително в диапазона от 30 см. (честота=1GHz) до 1мм. (300GHz).Все пак границите между долната граница на инфрачервената светлина , микровълните и УКВ радиовълни са условни и се приемат различно в различни области.
Съществуването на електромагнитни вълни , горната част от чиито спектър се нарича микровълни, е предречено от Джеймс Клерк Максуел през 1864 г. с известните уравнения на Максуел. През 1888 г. Хейнрих Херц е първият, който демонстрират съществуването на електромагнитни вълни, построявайки апарат,
излъчващ радиовълни.
2.Източници
Тъй като микровълните са много по-дълги в сравнение със светлинните , те имат по-малко енергия и се детектират по-трудно. Точността, с която може да бъде определено положението на източника им, намалява с увеличаването на дължината на вълната. По тази причина, е по-трудно да се определи мястото на един източник на микровълни, отколкото на светлинни.
Източниците на микровълни се делят на естествени и изкуствени.
а)естествени:
Основни естествени източници на микровълни са звездите, които излъчват електромагнитни вълни в целия спектър.Това е установено с измервания направени чрез спътници и мощни радиотелескопи, с които са детектирани излъчвания на ултравиолетови , ренгенови и гама лъчи.
б)изкуствени:
Изкуствени са създадените от човека източници на микровълни. Те могат да бъдат генерирани с помощта на различни устройства, които най-общо се класифицират в две категории: - полупроводникови и вакуумни устройства.
Полупроводниковите устройства са: - полеви транзистори, биполярни транзистори , диоди на Гън и лавинни диоди. Има разработени различни специализирани версии на обикновените транзистори, работещи с по-висока скорост, които е възможно да бъдат използвани за високочестотни приложения.
Вакуумните устройства, или иначе казано, устройствата с радиолампи, работят на принципа на насочено движение на електрони във вакуум под влиянието на управляващо електрично или магнитно полета. Радиолампите за свръх висока честота ca Mагнетрон, Клистрон, ЛБВ (лампа с бягаща вълна).
3.Свойства
Широкото приложение на микровълните се дължи на техните специфични свойства.
Установено е, че излъчваната от антената на предавателя електромагнитна енергия на вълните е правопропорционална на четвъртата степен на тяхната честота.Това означава , че при еднаква мощност на два променливи тока в антената с честоти ν₁ и ν₂>ν₁ много повече енергия за едно и също време предавателят ще излъчи , ако работи с по-високата честота.
Микровълните почти не се поглъщат от хидрометеорните образования в тропосферата.За вълни с честота около 10,35,94GHz и др. съществуват “прозорци на прозрачност” в йоносферата.
Тези свойства дават възможност предавателите на микровълни да се правят с неголяма мощност, микровълните, излъчвани от Земята,да се разпространяват и в космическото пространство и да изпълняват цели,които другите вълни не могат. Тяхна предимство е и това,че предавателите и приемниците могат да се правят от полупроводникови елементи:диоди, транзистори и интегрални схеми. Затова те са сравнително евтини, с малки размери и мобилни.
Свойството на микровълните да се разпространяват праволинейно обуславя използването им от устройства, наречени радари, за откриване на обекти и тяхното местоположение.
4.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 може 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 движението и т.н.
С радари са снабдени корабите, самолетите, полицейските коли, летищата и т.н.
Чрез тях 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 на изкуствените спътници и др.
5.Употреба
В микровълновата печка се използва магнетронен генератор за произвеждане на микровълни с честота около 2,45 GHz с цел- Готвене на Храна. Микровълните готвят храната, като карат молекулите на водата в продуктите да вибрират. Вибрацията произвежда Топлина, която затопля храната. Като вземем предвид че органичната материя е съставена главно от вода, храната се приготвя много лесно по този метод. Микровълните се използват в предаванията на комуникационните спътници (сателити), защото те преминават лесно през земната атмосфера с по-малко взаимодействие за разлика от вълните с по-ниска честота. Освен това, микровълните имат по-широка честотна лента отколкото радиовълните от останалата част на спектъра.
Радарите откриват местоположението, скоростта и други характеристики на отдалечени тела посредством насочено излъчване на радиовълни, от УКВ или СВЧ обхватите и приемане на отразените от тези тела вълни.
Безжични LAN протоколи, като Bluetooth и IEEE802.11g и b спецификациите, също използват микровълни в 2,4 GHz индустриалния обхват (устройствата, излъчващи в тези обхвати не се нуждаят от специално разрешение, например гореспоменатите микровълнови печки), а протоколът IEEE802.11a използва 5 GHz индустриален обхват. В много страни е разрешено безжичното излъчване на Интернет на далечни разстояния в обхвата 3,5 -4 GHz.
Кабелната телевизия и интернет достъпът през коаксиален кабел, а също и ефирната телевизия използват долния край на СВЧ обхвата. Микровълните могат да бъдат използвани за прехвърляне на енергия на дълги разстояния. След Втората Световна война са провеждани изследвания за проверка на тази възможност. През седемдесетте и осемдесетте години на двадесети век НАСА проучва възможността спътници, снабдени със слънчеви батерии, да произвеждат енергия, и да я изпращат на Земята посредством микровълни.
Използвана литература:
1.Физика и астрономия за 9. клас , издателство “ Анубис”
2.http://bg.wikipedia.org/
3.http://pomagalo.com/
МИКРОВЪЛНОВА ПЕЧКА
През 1947 г. на пазара се появява първата микровълнова печка. Размерите й били гигантски - височина 170 см и тегло 340 кг, а цената 5000 долара.
Микровълните са електромагнитни вълни, сравними със светлинните, инфрачервените, радио и телевизионните вълни и донякъде с рентгеновите лъчи. Всички тела излъчват микровълни - кухненската мивка, кафеникът, човешкото тяло, но обикновено те се разпръскват в околното пространство, без да предизвикват някакъв ефект.
Диапазонът на микровълните включва електромагнитни вълни с честоти от 300 MHz до 300 GHz. Домашните микровълнови фурни работят на честоти около 2,45 GHz. Вълните се генерират от магнетрон и по вълновод постъпват в камерата, в която ще се поставя храната. Камерата е с форма на паралелепипед и стените й са метални. От вътрешната страна на стъклената вратичка на фурната, както и пред гнездото, в което е поместена осветителната крушка, са поставени метални решетки, чиито отвори са многократно по-малки от дължината на вълната, така че камерата представлява един Фарадеев кафез. В повечето микровълнови фурни храната се поставя върху въртяща се поставка, а по-скъпите модели са снабдени и с въртящ се рефлектор, разположен на тавана на камерата..
Микровълновата печка е конструирана така, че да се използва енергията на микровълните. Електричеството се преобразува в микровълни чрез магнетронова тръба и те се излъчват в работното пространство на фурната. Микровълните не могат да преминат през металните стени на печката (отразяват се от тях), но те проникват през материали като стъкло, порцелан, пластмаса, хартия и др. Попадащите върху металните стени микровълни се отразяват от тях така, както светлината се отразява от огледало. Дълбочината на проникване на вълните с дължина λ = 12,23 cm в алуминий, например, е само 1,2 μm. Попадналите в камерата микровълни се отразяват от стените й и образуват стоящи вълни, в резултат на което полето в камерата се оказва нехомогенно – нула във възлите на вълните и максимално във върховете им. Това би довело до неравномерно нагряване на поставената в камерата храна – появяват се т. нар. “горещи точки”, чието положение с течение на времето се променя, тъй като свойствата на загрявания продукт се променят с температурата. За да се избегне това се използва въртящата се поставка.
При наличие на въртящ се рефлектор пък се променят условията за възникване на стоящи вълни, т. е. в средно полето в камерата се хомогенизира.
Микровълните не загряват съда, но той се затопля, поемайки топлината от храната в него. Микровълните се поемат от течността в храната и предизвикват вибрация на водните молекули с честота 2450 милиона трептения в секунда. При тези вибрации водните молекули се удрят една в друга, възниква триене и в резултат на това храната се загрява. Консумираната от микровълновата печка електроенергия, или т. нар. входяща мощност, е между 800 и 1430 W. Почти половината от нея отива за мощния вентилатор, който охлажда магнетрона и останалите части на печката. "Изходящата" мощност, тази, която се превръща в топлинна енергия и се използва при готвенето, е между 400 и 720 W. Съществуват микровълнови печки с изходяща мощност около 1000 W, но най-често в бита се използват печки с мощност 600 W.
Без никакво съмнение може да се каже, че микровълновата печка е най-безопасният уред в кухнята. Абсолютната й сигурност се гарантира от работата й само при затворена врата. Ако тя бъде отворена, автоматично се прекратява излъчването на микровълни. При затварянето на вратата е необходимо печката да бъде настроена oтново. Трябва да се отбележи, че практически микровълните не могат да се разпространяват извън уреда. Микровълновите печки притежават най-малко два осигурителни изключвателя. Даже и отворите на фината метална мрежа на вратичката са съобразени с дължината на вълните, така че те не могат да проникнат през наблюдателното стъкло.
Предимства на микровълновата печка
Микровълновата печка спестява много време при размразяването, притоплянето и приготвянето на храната. Тя спестява и електроенергия в границите от 50 до 80 %.
За какво може да се използва микровълновата печка?
1. Размразяване.
2. Подгряване.
3. Приготвяне на супи, сосове, ястия, сладкиши, напитки.
Основното предимство на микровълновата печка е, че благодарение на краткото време за приготвяне в голяма степен се запазват хранителните вещества, витамините и минералите в продуктите. За това тя е много подходяща за приготвяне на диетични и детски храни.
Фактори, влияещи върху готвенето
Видът на хранителния продукт влияе върху процеса на готвене в микровълновата печка. Имат се предвид началната му температура, плътността, формата и големината на парчетата и др.
Начална температура. Времето за термичната обработка зависи от това, дали продуктите са замразени, студени или със стайна температура. Студените продукти се готвят по-дълго. За да по-добър резултат, първо се размразяват замразените продукти и след това се готвят.
Плътност. Колкото по-плътен е хранителният продукт, толкова по-дълго се готви. Размразяването и затоплянето също изискват повече време. Когато готвите ястие от продукти с различна плътност, поставете продуктите с по-голяма плътност по периферията на съда.
Дебелина на слоя. По-тънкият слой продукти се готви по-бързо, отколкото по-дебелия. Парчетата с по-голяма дебелина поставяйте в периферията на съда, а с по-малка - в средата.
Големина на парчетата. По-големите парчета се готвят по-дълго, отколкото по-малките, тъй като микровълните проникват на дълбочина до около 3-4 см, а към центъра се разпространяват по индукция.
Количество. Колкото повече е ястието, толкова по-дълго трае готвенето. Горните слоеве се загряват по-бързо, затова разбърквайте по време на готвенето, най-добре няколко пъти.
Състав. Мазнините и захарите поемат микровълновата енергия много повече от други продукти. Продуктите с ниско съдържание на вода, като хляб и кифли, също се приготвят по-бързо, отколкото напр. супите.
Подходящи за употреба съдове
Съдове от стъкло, керамика и порцелан.
Съдове от пластмаса.
Тънките полиетиленови торбички - само при краткотрайно загряване
Хартия - при ниска температура и за кратко време.
Дървени чинии и плетени панерчета.
Фолио за микровълнова печка.
Памук и лен - могат да се използват кърпи от 100 % памук или лен.
Негодни за употреба съдове
Метални съдове. Металите отразяват микровълните. Ако използвате метални съдове, може да се образуват искри, които да пробият стените на печката и да я повредят трайно.
Съдове с метални елементи (порцеланови, от оловен кристал и др.)
Емайлирани съдове.
Алуминиево фолио.
Фолио за опаковане.
Съдове от стиропор.
Приложение на микровълните
За илюстрацията на вълните се използва ситуацията, когато в спокойна вода хвърлим малко камъче. На мястото на падането, водата се разклаща и образува концентрични окръжности , напречни вълни разпространяващи се с еднаква скорост във всички посоки.
Електромагнетизмът започва с феномена, който произтича, когато през електрически проводник протече ток. Електрическия поток произвежда енергия извън проводника.
Микровълните, в печките, както и светлината преминават през стъкло и някой материали и проникват в други , предизвикват засилено трептене на молекулите им, което от своя страна причинява повишаване на температурата.
Водата е едно от най-добре абсорбиращите микровълните вещества и затова продуктите съдържащи най-много влага се готвят най-бързо в микровълнова печка.
Не е истина, че микровълните загряват храната отвътре навън равномерно, при размразяване или печене винаги има области с различна температура. Възможно е при готвене на месо например да има част , която да не е изпечена добре, което е опасно, защото ако това месо е заразено с бактерии, те не са унищожени напълно, както се гарантира от печенето в нормална готварска печка.
Поради тази причина микровълновата обработка на храни не е намерила приложение в консервната промишленост.
Микровълните са подобни на светлината електромагнитни вълни без електричен заряд, движещи се праволинейно без да се влияят от магнитни полета. Открити са от американския радиоинженер Карл Гуте Янски през 1931 г. Микровълните имат дължина на вълната от порядъка на сантиметри и честота от порядъка на гигахерци и принадлежат към групата на излъчване, наречена радиовълни и са най-малките в тази група.
Тъй като микровълните са много по-дълги в сравнение със светлинните вълни, те имат по-малка енергия и се детектират по-трудно. Точността, с която може да бъде определено положението на източника на вълни намалява с увеличаването на дължината на вълната. Затова е по-трудно да се определи мястото на един източник на микровълни, отколкото на светлинния.
Съществуването на микровълни в космоса показва, че звездите излъчват във всички дължини на вълните. Земната атмосфера пропуска светлинните и микровълните, но спира други електромагнитни вълни. Затова с помощта на спътници, обикалящи около Земята, извън нейната атмосфера се изследва пълния обхват на идващото от космоса излъчване. С помощта на такава апаратура учените успяха да детектират ултравиолетовите, рентгеновите и лъчите с много малка дължина – гама-лъчите.
Микровълните намират приложение в предаването на информация от едно място до друго, тъй като те могат да проникват през мъгла, дъжд, сняг и дим. По-дългите микровълни, с дължина на вълната 12 см. и честота 2.45 GHz се използват за затоплянето на храната в микровълновите фурни.
:) :) :)