Свч частоты. Микроволновая (СВЧ) печь
> Микроволны
Изучите мощность и влияние микроволн . Читайте про диапазоны микроволн, частота и длина излучения, какие есть источники микроволн, работа духового шкафа.
Микроволны – электромагнитные волны с длиной в 1 м – 1 мм).
Задача обучения
- Разобраться в трех диапазонах микроволн.
Основные пункты
- Микроволновая область перекрывается наиболее высокими частотными волнами.
- Префикс «микро» в микроволновой печи не указывает на длину волн.
- Микроволны делятся на три диапазона: крайне высокая частота (30-300 ГГц), сверхвысокая (3-30 ГГц) и ультрасверхвысокая (300 МГц-3 ГГц).
- В список источников входят искусственные устройства вроде передающих башен, радаров, мазеров, а также природные – Солнце и реликтовое излучение.
- Микроволны можно добыть из атомов и молекул. Они поглощают и излучают лучи, если температура поднимается выше абсолютного нуля.
Термины
- Радиолокационный – метод поиска удаленных объектов и указание их позиции, скорости и прочих характеристик через анализ отправляемых радиоволн, отраженных от поверхности.
- Тепловое волнение – тепловое перемещение атомов и молекул, если температура в объекте выше абсолютного нуля.
- Терагерцовое излучение – электромагнитные волны, чьи частоты приближаются к терагерцу.
Микроволны
Микроволны – электромагнитные волны, чья длина волны существует в диапазоне 1м – 1мм (300 МГц – 300 ГГц). Микроволновая область обычно перекрывается наиболее высокими частотными волнами. Они способны перемещаться в условиях вакуума со световой скоростью.
Префикс «микро» в «микроволновой печи» не указывает на длину волны в диапазоне микрометров. Это лишь говорит о том, что микроволны выступают маленькими, потому что обладают меньшими длинами волн, если сравнивать с радиовещанием. Разделение между различными типами лучей чаще всего произвольно.
Перед вами главные категории электромагнитных волн. Разделительные линии в некоторых местах отличаются, а другие категории могут перекрываться. Микроволны занимают высокочастотный участок радиосекции электромагнитного спектра
Подкатегории микроволн
Микроволны делятся на три диапазона:
- крайне высокая частота (30-300 Гц). Если показатели выше, то мы сталкиваемся с дальним ИК-светом, именуемым еще терагерцовым излучением. Эту полосу чаще всего задействуют в радиоастрономии и дистанционном зондировании.
- сверхвысокая частота (3-30 ГГц). Ее именуют сантиметровой полосой, потому что частота колеблется между 10-1 см. Диапазон применим в радиолокационных передатчиках, микроволновках, спутниках связи и коротких наземных каналах для транспортировки данных.
- Ультрасверхвысокая частота (300МГц – 3ГГц) – дециметровый диапазон, так как длина волн колеблется от 10 см к 1 м. Они присутствуют в телевизионном вещании, беспроводной телефонной связи, рациях, спутниках и т.д.
Источники микроволн
Это высокочастотные электромагнитные волны, создающиеся токами в макроскопических схемах и устройствах. Их также можно получить из атомов и молекул, если те выступают в составе электромагнитных лучей, сформированных при термическом перемешивании.
Важно запомнить, что больше информации передается на высоких частотах, поэтому микроволны прекрасно подходят для коммуникационных приборов. Из-за коротких длин волн между передатчиком и приемником должна установиться четкая линия зрения.
Солнце также производит микроволновые лучи, хотя большая часть блокируется планетарной атмосферой. Реликтовое излучение пронизывает все пространство. Его нахождение подтверждает теорию Большого Взрыва.
Реликтовое излучение Большого Взрыва с увеличенным расширением
Устройства с микроволнами
В микроволновых источниках с большой мощностью используют специальные вакуумные трубки, чтобы генерировать микроволны. Устройства функционируют по различным принципам при помощи баллистического движения электронов в условиях вакуума. На них влияют электрические или магнитные поля.
Полость магнетрона, задействованная в микроволновой печи
Микроволновые печи используют микроволны, чтобы подогреть пищу. Необходимые частоты в 2.45 ГГц создаются благодаря ускорению электронов. После чего в духовке формируется переменное электрическое поле.
Вода и некоторые компоненты пищи обладают отрицательным зарядом на одном конце и положительным на другом. Диапазон микроволновых частот выбирается таким образом, чтобы полярные молекулы в попытке сберечь свои позиции, поглощали энергии и увеличивали температурные показатели (диэлектрический нагрев).
Радар во времена Второй мировой волны использовал микроволны. Нахождение и синхронизация микроволновых эхо-сигналов способны вычислить дистанцию к объектам, вроде облаков или летательных аппаратов. Доплеровский сдвиг в радиолокационном эхо может указать скорость перемещения машины или даже интенсивность ливня. Более сложные системы отображают нашу и чужие планеты. Мазер – прибор, напоминающий лазер, которые увеличивает световую энергию, стимулируя фотоны.
Интенсивное освоение электромагнитного излучения СВЧ диапазона началось в 30х годах прошлого столетия и продолжается по сей день. К СВЧ диапазону относят область частот от 300 МГц - 300 ГГц, т.е.
- дециметровые
- сантиметровые
- миллиметровые длины волн.
Первоначально оно стимулировалось потребностями военной техники, прежде всего необходимостью совершенствования РЛС. Действующие в это время РЛС были громоздки и не обеспечивали достаточную точность определения координат цели. Чтобы уменьшить габариты и увеличить точность, необходимо было уменьшить длину волны используемого электромагнитного излучения, т.е. перейти к использованию излучения СВЧ диапазона. Оказалось, что при таком уменьшении длины волны изменяются условия взаимодействия излучения с веществом и распространения в различных средах настолько, что старая экспериментальная база, созданная для метрового диапазона, становится малопригодной в СВЧ диапазоне. Поэтому для освоения электромагнитного излучения СВЧ диапазона потребовалось создать новую элементную базу с учетом особенностей излучения данного диапазона. За короткое время был разработан целый класс нового типа элементов и приборов, работающих в СВЧ диапазоне. Это прежде всего
- объемные и открытые резонаторы;
- коаксиальные, волноводные, полосковые линии передачи;
- генераторы, усилители, умножители частоты,
- измерительная аппаратура.
Они работают на иных физических принципах.Созданный комплекс радиоэлектронной аппаратуры не только решил задачу совершенствования РЛС, но и позволил существенно расширить область применения СВЧ излучения. Сформировались новые направления в радиоэлектронике: радиоастрономия, спутниковая и радиорелейная связь, радиоспектроскопия, квантовая радиофизика, экспериментальная ядерная физика с использованием ускорителей и т.д.
Появление и становление этих направлений обусловлено особенностями СВЧ излучения. Появление радиоастрономии и спутниковой связи связано с наличием окон прозрачности в атмосфере и ионосфере. По этой причине невозможна тропосферная связь в СВЧ диапазоне, и появилась радиорелейная связь. Энергия кванта в СВЧ диапазоне сравнима с энергией возбуждения и ионизации молекул и атомов различных веществ. Эта особенность важна для радиоспектроскопии и квантовой радиофизики, плазменных и тепловых СВЧ технологий.
Дальнейший прогресс в радиоэлектронике СВЧ связывают с освоением излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. Повышается разрешающая способность систем радионаблюдения, увеличивается энергия кванта, и появляются дополнительные возможности в радиоспектроскопии химических и биологических объектов, достигается более высокая степень фокусировки излучения и возможность его использования в термоядерных реакциях и других технологических операциях.
Появляется возможность освоения в полном объеме информационных возможностей диапазона. Ширина полосы пропускания СВЧ диапазона на 3-4 порядка выше ширины пропускания остальной части радиодиапазона. Это позволяет передавать большой объем информации и повысить качество передачи информации путем использования помехоустойчивых широкополосных видов модуляции. С уменьшением длины волны уменьшается дифракционная расходимость формируемых антеннами волновых пучков. Это, в первую очередь, имеет важное значение для радиорелейных. линий связи и РЛС. Высокая направленность излучения позволяет повысить помехоустойчивость радиосвязи, точность определения координат, скрытность передачи информации, дальность действия РЛС и т.д.
С каждым годом возрастает объем передаваемой информации (количество передаваемой информации увеличивается в два раза каждые 6-7 лет), поэтому системы связи должны постоянно совершенствоваться. Т.к. СВЧ диапазон является самым большим по информационной емкости, поэтому техника СВЧ связи находит все большее применение, но и здесь есть специфические особенности, к которым относится:
- Размеры СВЧ антенны существенно больше длины волны, поэтому можно получить остро направленные антенны. Высокая направленность антенн позволяет во много раз повысить помехоустойчивость радиосистем, разрешающую способность, точность определения координат.
- В СВЧ диапазоне длина волны становится соизмеримой с размерами элементов цепей, проводников и т.д. В результате этого в радиотехнических схемах за счет излучения происходит увеличение потерь, возникают нежелательные и обычно не контролируемые связи между элементами схем. Поэтому, при переходе к СВЧ диапазоны конструкции элементов схем должны быть изменены так, чтобы ЭМП их полностью находились в замкнутых металлических объемах.
- По мере увеличения частоты затрудняется применение элементов радиотехнических схем: конденсаторов, катушек индуктивности, резисторов. Так, например емкостная проводимость между витками катушки индуктивности становится в СВЧ диапазоне настолько большой, что катушка представляет собой последовательность соединенных контуров, а не чистую индуктивность.
- СВЧ энергия распространяется в основном вне проводников, которые либо ограничивают пространство, где располагается энергия (волноводы, коаксиальные линии), либо задают направление распространения энергии (проводники двух проводных линий, однопроводные линии передачи (ОЛП)).
Которая в большинстве случаев упрощает повседневную жизнь большинства людей, особенно тех, которые не любят долго возиться на кухне, и любят комфорт во всех его деталях, а именно — микроволновой (СВЧ) печи , или как говорят в народе – микроволновке . В этой статье Вы узнаете: что такое СВЧ , какие бывают виды микроволновой печи, как выбрать микроволновую печь , и остальных нюансах, которые касаются этой техники. Итак…
Микроволновая печь . или СВЧ-печь ( англ. Microwave oven ) - бытовой электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или быстрого подогрева или приготовления пищи, размораживания продуктов, а также использующийся в производственных целях для разогрева некоторых материалов, например — клея.
В отличие от классических печей (например, духовки или русской печи), разогрев продуктов в микроволновой печи происходит не с поверхности, а по всему объёму продукта, содержащему полярные молекулы (например, воды), так как радиоволны проникают достаточно глубоко почти во все пищевые продукты. Это сокращает время разогрева продукта.
История открытия микроволновой печи
Подобно многим другим открытиям, существенно повлиявшим на повседневную жизнь людей, открытие теплового воздействия микроволн произошло случайно. В 1942 году американский физик Перси Спенсер работал в лаборатории компании «Райтеон» с устройством, излучавшим сверхвысокочастотные волны. Разные источники по-разному описывают события, случившиеся в тот день в лаборатории. По одной версии, Спенсер положил на устройство свой бутерброд, а сняв его через несколько минут, обнаружил, что бутерброд прогрелся до середины. По другой версии, разогрелся и растаял шоколад, который был у Спенсера в кармане, когда он работал возле своей установки, и, осененный счастливой догадкой, изобретатель кинулся в буфет за сырыми кукурузными зернами. Поднесенный к установке попкорн вскоре с треском начал лопаться…
Так или иначе эффект был обнаружен. В 1945 году Спенсер получил патент на использование микроволн для приготовления пищи, а в 1947-м на кухнях госпиталей и военных столовых, где требования к качеству пищи были не столь высоки, появились первые приборы для приготовления пищи с помощью микроволн. Эти изделия фирмы «Райтеон» высотой в человеческий рост весили 340 кг и стоили 3000 долларов за штуку.
Понадобилось полтора десятилетия, чтобы «довести до ума» печь, в которой пища готовится с помощью невидимых волн. В 1962 году японская фирма «Sharp» выпустила в продажу первую серийную микроволновую печь, которая, впрочем, поначалу не вызвала потребительского ажиотажа. Этой же фирмой в 1966 году был разработан вращающийся стол, в 1979-м впервые применена микропроцессорная система управления печью, а в 1999-м разработана первая микроволновая печь с выходом в Интернет.
Опыт применения миллионов микроволновых печей во многих странах в течение последних десятилетий доказал неоспоримые удобства этого способа приготовления пищи — быстроту, экономичность, простоту пользования. Сам механизм приготовления пищи с помощью микроволн, с которым мы познакомим вас ниже, предопределяет сохранение молекулярной структуры, а значит, и вкусовых качеств продуктов.
Принцип работы микроволновой печи, или каким образом пища нагревается с помощью СВЧ
В состав продуктов питания входят многие вещества: минеральные соли, жиры, сахар, вода. Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом — отрицательный. К счастью, подобных молекул в пище предостаточно — это молекулы и жиров и сахаров, но главное, что диполем является молекула воды — самого распространенного в природе вещества.
Каждый кусочек овощей, мяса, рыбы, фруктов содержит миллионы дипольных молекул. В отсутствие электрического поля молекулы расположены хаотически. В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, «плюсом» в одну сторону, «минусом» в другую. Стоит полю поменять направление на противоположное, т.е. сменить полярность, как молекулы тут же переворачиваются на 180 о.
Итак, частота микроволн, которую используют почти все СВЧ-печи — 2450 Мгц. Один герц — это одно колебание в секунду, мегагерц — один миллион колебаний в секунду. За один период волны поле меняет свое направление дважды: был «плюс», стал «минус», и снова вернулся исходный «плюс». Значит, поле, в котором находятся наши молекулы, меняет полярность 4 900 000 000 раз в секунду! Под действием микроволнового излучения молекулы кувыркаются с бешеной частотой и в буквальном смысле трутся одна о другую при переворотах. Выделяющееся при этом тепло и служит причиной разогрева пищи.
Продукты нагреваются под действием микроволн примерно так же, как нагреваются наши ладони, когда мы быстро трем их друг о друга. Сходство состоит и еще в одном: когда мы трем кожу одной руки о кожу другой, тепло проникает в глубь мышечной ткани. Так и микроволны: они работают только в относительно небольшом поверхностном слое пищи, не проникая внутрь глубже, чем на 1-3 см. Поэтому нагрев продуктов происходит за счет двух физических механизмов — прогрева микроволнами поверхностного слоя и последующего проникновения тепла в глубину продукта за счет теплопроводности.
Отсюда сразу следует рекомендация: если нужно приготовить в микроволновке, например, большой кусок мяса, лучше не включать печь на полную мощность, а работать на средней мощности, но зато увеличить время пребывания куска в печи. Тогда тепло из наружного слоя успеет проникнуть в глубь мяса и хорошо пропечет внутреннюю часть куска, а снаружи кусок не подгорит.
Из тех же соображений жидкие продукты, например супы, лучше периодически помешивать, вынимая время от времени кастрюльку из печи. Этим вы поможете проникновению тепла в глубь емкости с супом.
Хочу отметить, что частота излучения в некоторых производственных СВЧ-печах (так называемые англ. variable frequency microwave, VFM) может варьироваться, и не составлять 2450 МГц
Устройство микроволновой печи
Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:
— металлическая, с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение), куда помещаются разогреваемые продукты;
— трансформатор - источник высоковольтного питания магнетрона;
— цепи управления и коммутации;
— непосредственно СВЧ-излучатель - магнетрон;
— волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
Вспомогательные элементы:
— вращающийся столик - необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
— схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
— вентилятор, охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.
Вред от микроволновой печи
Собственно говоря обширный вопрос, но у каждого должно быть по этому поводу свое мнение. В сети нашел кучу информации как «За», так и «Против» использования микроволновых печей. Но лично я все-таки склоняюсь к тому, что микроволновка опасна не более, а возможно и менее, чем кинескопный телевизор. Поэтому писать еще сотню строк не решил. По конце статьи, Вы можете прочесть еще пару строк на эту тему, в «Мифах о микроволновых печах».
Единственное, на что обратил внимание, и что в основном два «лагеря» сторонников и противников соглашаются, что в микроволновой печи нельзя подогревать грудное молоко, и потом поить ним ребенка, т.к. в какой-то степени немного меняется формула этого молока.
Вот кстати по этому поводу нашел фото, на котором изображена дальность вредного влияния СВЧ-печи. По нему видно, насколько неопасно нахождение СВЧ в доме.
Меры предосторожности
— Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде. Металлическая посуда и металлические приборы (ложки, вилки), находящиеся в печи в процессе нагревания, могут вывести её из строя.
— Нельзя нагревать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца - из-за сильного испарения воды внутри них создаётся высокое давление и, вследствие этого, они могут взорваться. Из этих же соображений нежелательно сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой.
— Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность - вода способна к перегреванию, то есть, к нагреванию выше температуры кипения. Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. Это относится не только к дистиллированой воде, но и к любой воде, в которой содержится мало взвешенных частиц. Чем более гладкой и однородной является внутренняя поверхность сосуда с водой, тем выше риск. Если у сосуда узкое горлышко, то велика вероятность, что в момент начала кипения перегретая вода выльется и обожжёт руки.
— Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») - даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами и это может разрушить посуду в области металлического напыления.
А теперь давайте обратим внимание на характеристики СВЧ, которые нужно принять к сведению при выборе микроволновки.
Типы микроволновки
Хотите хорошего настроения? Посмотрите юмористический ролик о «говорящей» микроволновке
Ну вот, вроде как все. Желаю Вам приятной покупки, и пусть Вам достанется именно та микроволновая печь, которая подойдет именно Вам!
Кем были изобретены микроволновки и чем все закончилось?
Первые микроволновки были изобретены немецкими учеными по заказу нацистов. Сделано это было для того, чтобы не тратить времени на приготовление пищи и не везти с собой тяжелое горючее для печей в холодные русские зимы. В процессе эксплуатации выяснялось, что еда, приготовленная в них, отрицательно влияла на здоровье солдат и от её использования отказались.
В 1942-1943 годах эти исследования попали в руки американцев и были засекречены.
В то же время несколько микроволновых печей попали в руки русским и были тщательно изучены советскими учеными в Белорусском Радио Технологическом институте и в закрытых исследовательских институтах Урала и Новосибирска (д-ра Луриа и Перов) . В частности был изучен их биологический эффект, то есть влияние СВЧ излучения на биологические объекты.
Результат:
В Советском Союзе издали закон, запрещающий использование печей на основе СВЧ излучения из-за их биологической опасности! Советы опубликовали международное предупреждение о вреде микроволновой печи и других аналогичных электромагнитных устройств для здоровья и окружающей среды.
Эти данные немного настораживают, не правда ли?
Продолжая работу, советские ученые исследовали тысячи рабочих, которые работали с радарными установками и получали микроволновое излучение. Результаты были настолько серьезны, что был установлен строгий лимит излучения в 10 микроватт для работников и 1 микроватт для гражданских лиц.
Принцип работы микроволновой печи:
Микроволновое излучение, Сверхчастотное излучение (СВЧ излучение) - электромагнитные излучения, включающие в себя сантиметровый и миллиметровый диапазон радиоволн (от 30 см - частота 1 ГГц до 1 мм - 300 ГГц).
Микроволны являются одной из форм электромагнитной энергии, как и световые волны или радиоволны. Это очень короткие электромагнитные волны, которые перемещаются со скоростью света (299,79 тысяч км в секунду). В современной технике микроволны используются в микроволновой печи, для междугородной и международной телефонной связи, передачи телевизионных программ, работы Интернета на Земле и через спутники. Но микроволны наиболее известны нам в качестве источника энергии для приготовления пищи - микроволновая печь.
Каждая микроволновая печь содержит магнетрон, который преобразует электрическую энергию в сверхвысокочастотное электрическое поле частотой 2450 МГц или 2,45 ГГц, которое и взаимодействует с молекулами воды в пище. Микроволны «атакуют» молекулы воды в пище, заставляя их вращаться с частотой миллионы раз в секунду, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду.
В чем же вред микроволновки?
Для тех, кто знает о вредном влиянии мобильных телефонов должно быть понятно, что мобильный телефон работает на тех же частотах, что и микроволновка. Для тех, кто не знаком с данной информацией, ознакомьтесь с информацией «Влияние мобильных телефонов на человека» .
Мы расскажем о четырех факторах, свидетельствующих о том, что вред микроволновки имеет место быть.
Во-первых , это сами электромагнитные излучения, точнее их информационная составляющая. В науке она называется торсионным полем.
Экспериментально установлено, что электромагнитные излучения имеют торсионную (информационную) компоненту. Согласно исследованиям специалистов из Франции, России, Украины и Швейцарии именно торсионные поля, а не электромагнитные, являются основным фактором негативного влияния на здоровье человека. Так как именно торсионное поле передает человеку всю ту негативную информацию, от которой начинаютсья головные боли, раздражения, бессонница и т.д.
Кроме того, нельзя забывать и о температуре. Конечно, это касается длительного отрезка времени и постоянного использования микроволновки.
Наиболее вредным для организма человека, с точки зрения биологии, является высокочастотное излучение сантиметрового диапазона (СВЧ), дающее электромагнитные излучения наибольшей интенсивности.
СВЧ излучение непосредственно нагревает организм, ток крови уменьшает нагревание (это относится к органам, богатым кровеносными сосудами). Но есть органы, например хрусталик, не содержащие кровеносных сосудов. Поэтому волны СВЧ, т.е. значительное тепловое воздействие, приводят к помутнению хрусталика и его разрушению. Эти изменения необратимы.
Электромагнитные излучения нельзя увидеть, услышать или явственно почувствовать. Но оно существует и действует на организм человека. Точно механизм воздействия электромагнитного изучения еще не изучен. Влияние этого излучения проявляется не сразу, а по мере накопления, поэтому бывает сложно отнести то или иное заболевание, внезапно возникшее у человека, на счет приборов, с которыми он контактировал.
Во-вторых
, это влияние СВЧ излучения на пищу. B результате воздействия электромагнитного излучения на вещество возможна ионизация молекул, т.е. атом может приобрести или потерять электрон, – а это меняет структуру вещества.
Излучение приводит к разрушению и деформации молекул пищи. Микроволновая печь создает новые соединения, не существующие в природе, называемые радиолитическими. Радиолитические соединения создают молекулярную гниль - как прямое следствие радиации.
- Мясо, приготовленное в микроволновой печи содержит Nitrosodienthanolamines, хорошо известный канцероген;
- Некоторые аминокислоты в молоке и хлопьях превращались в канцерогены;
- Размораживание замороженных фруктов в микроволновых печах превращает их глюкозиды и галактозиды в частицы, содержащие канцерогенные элементы;
- Даже очень короткое облучение в микроволновой печи сырых овощей превращает их алкалоиды в канцерогены;
- Канцерогенные свободные радикалы формируются в растениях в микроволновой печи, особенно в корнеплодах;
- Уменьшается ценность пищи от 60% до90%;
- Исчезает биологическая активность витамина В (complex), витаминов С и Е, также во многих минералах;
- Разрушаются в разной степени в растениях алкалоиды, глюкозиды, галактозиды и нитрилозиды;
- Деградация нуклео-протеинов в мясе. Роберт Беккер в своей книге ‘Электричество тела’, ссылаясь на исследования Российских ученых, описывает заболевания связанные с микроволновой печью.
Факты:
Некоторые из аминокислот L-пролина, входящие в состав молока матери, а также в молочные смеси для детей, под воздействием микроволн преобразуются в d-изомеры, которые считаются нейротоксичными (деформируют нервную систему) и нефротоксичными (ядовитыми для почек). Это беда, что многих детей вскармливают на искусственных заменителях молока (детское питание), которые становятся еще более токсичными благодаря микроволновым печам.
Проведенное краткосрочное исследование показало, что у людей, употреблявших приготовленные в микроволновой печи молоко и овощи, изменился состав крови, понизился гемоглобин и повысился холестерин, тогда как у людей, употреблявших ту же пищу, но приготовленную традиционным способом, состояние организма не менялось.
Пациентка больницы Норма Левит перенесла несложную операцию на коленке, после чего скончалась от переливания крови. Обычно перед переливанием кровь подогревают, но не в микроволновой печи. На этот раз медсестра подогрела кровь в микроволновой печи, не подозревая об опасности. Испорченная микроволновкой кровь убила Норму. То же самое проиcxодит и с пищей, которая подогревается и готовится в микроволновках. Хотя и суд состоялся, но об этом случае не трезвонили газеты и журналы.
Исследователи Венского университета установили, что при нагревании микроволнами нарушается атомный порядок аминокислот. По мнению исследователей, это вызывает обеспокоенность, потому что эти аминокислоты встраиваются в протеины, которые они затем структурно, функционально и иммунологически изменяют. Таким образом, протеины – основы жизни – меняются в пище микроволнами.
В-третьих , СВЧ излучения приводят к ослаблению клеток нашего организма.
В генной инженерии существует такой способ: чтобы проникнуть в клетку, ее слегка облучают электромагнитными волнами и этим ослабляют клеточные мембраны. Так как клетки практически сломаны, то клеточные мембраны не могут предохранить клетку от проникновения вирусов, грибков и других микроорганизмов, также подавляется естественный механизм самовосстановления.
В-четвертых , микроволновая печь создает радиоактивный распад молекул с последующим образованием новых неизвестных природе сплавов, как обычно при радиации.
Вред микроволновки теперь не кажется таким уж нереальным?
Влияние СВЧ излучения на здоровье человека
В результате употребления приготовленной в микроволновой печи пищи сначала понижается пульс и давление, а затем возникает нервозность, повышенное давление, головные боли, головокружение, боль в глазах, бессонница, раздражительность, нервозность, боли в желудке, неспособность концентрироваться, потеря волос, увеличение случаев аппендицитов, катаракты, репродуктивные проблемы, рак. Эти xронические симптомы обостряются при стрессах и заболеваниях сердца.
Потребление пищи, облученной в микроволновой печи, способствует образованию повышенного числа раковых клеток в сыворотке крови.
Согласно статистике, у большого числа людей пища, облученная в микроволновой печи, вызывает опухоли, напоминающие раковые в желудке и в пищеварительном тракте, кроме того, общее перерождение периферийной клеточной ткани с постоянным расстройством функций системы пищеварения и выделения.
Таким образом, пища, изменённая микроволнами, наносит вред пищеварительному тракту и иммунной системе человека и может, в конечном счёте, вызвать рак.
Кроме того, нельзя забывать и о самом электромагнитном излучении. Особенно это касается беременных и детей.
Наиболее подвержены влиянию электромагнитных полей кровеносная система, эндокринная система, головной мозг, глаза, иммунная и половая системы.
Что касается беременных, то здесь нужно быть предельно внимательными. Неограниченные «прогулки» по электромагнитным полям во время беременности могут привести к самопроизвольным абортам, преждевременным родам, появлению врожденных пороков развития у детей.
Подробнее о влиянии электромагнитных полей в разделе «Влияние электромагнитного излучения на человека» .
Целью данного сайта не является запугивание. Мы предупреждаем.
Никто не говорит, что завтра у вас будет расстройства с психикой или, не дай бог, обнаружат что-то в мозге.
Вред СВЧ излучения зависит от его интенсивности и времени воздействия. Современные микроволновые печи не смогут убить вас… завтра или через год…
Ученые говорят о последствиях через 10-15 лет.
О чем это говорит?
1. Если вам сегодня 20-25, то еще будучи молодым человеком (до 35-40 лет), вы рискуете остаться инвалидом, или родить инвалида, или же не родить его вообще, заметно сократить срок жизни себе и своему ребенку.
2. Если вам около 30-40, то, возможно, вы не увидите своих внуков или рискуете болезненной старостью. Кроме того, вы влияете на развитие и даже жизнь ваших детей.
3. Если вам около 50 и больше, обратитесь к пункту 2. Вас это тоже касается.
Вам это надо?
Не лучше ли обеспечить себе защиту от электромагнитного излучения и отказаться от приема пищи из микроволновки?
Эти волны занимают полосу частот от 3 до 300 ГГц. Тут могут одновременно работать большое количество радиоэлектронных средств различного назначения без взаимных помех. Именно в этом диапазоне волн появляется принципиальная возможность для работы устройств, имеющих широкие полосы рабочих частот. Повышение рабочей (несущей) частоты радиосигнала позволяет увеличить информационную емкость
С ∆ω (где ∆ω – полоса частот, занимаемая радиосигналом) канала связи, т.е. фактически скорость передачи (приема) информации. Это, в свою очередь, дает возможность применять комбинированные виды модуляции радиосигнала (амплитудно-фазовую, импульсно-кодовую и т.п.), что существенно увеличивает скрытность, помехозащищенность радиоканала..
Другим обстоятельством, диктующим потребность резкого повышения рабочей частоты, например, радиолокатора, является необходимость увеличения его разрешающей способности как по дальности, за счёт применения сложных широкополосных зондирующих сигналов, так и по угловым координатам. Разрешающая способность по угловым координатам зависит от ширины диаграммы направленности радиотехнического средства, которая определяется размером антенны и законом амплитудно-фазового распределения поля в её раскрыве. Вот почему сейчас интенсивно осваивается как диапазон СВЧ, так и диапазон КВЧ.
К особенностям диапазона СВЧ относятся :
1. Широкополосность – наиболее ценное качество диапазона СВЧ. В трех диапазонах (N = 9...11) с полосой Δƒ = 300 ГГц можно передать за одно и то же время
в 104 раза больше информации, чем в пяти других диапазонах (N=4...8). Широкополосность позволяет применять помехоустойчивые частотную и фазовую модуляции, при которых уровень сигнала на выходе приемника в определенных пределах не зависит от уровня входного сигнала;
2. Хорошие условия для создания антенн, размеры которых на много превышают длину волны, в связи с чем данные антенны обладают остронаправленным излучением;
3. Беспрепятственное прохождение волн СВЧ через слои ионосферы, позволяющие осуществлять связь земных станций и с искусственными спутниками Земли (ИСЗ) и космическими аппаратами. При распространении волн СВЧ вблизи поверхности Земли их дифракция и рефракция малы;
4. Низкий уровень атмосферных и промышленных помех, отсутствие влияния на условия распространения волн времени суток и сезонов года
При работе радиосредств в сантиметровом, дециметровом и метровом диапазонах следует учитывать возможность рефракции радиоволн, поглощения и рассеяния их как ионосферой, так и тропосферой. Соответствующие формулы и графики были приведены ранее. Напомним, что явление сверхрефракции наблюдается чаще над морем, чем над сушей, в теплое время года. Кроме того, для радиосредств дециметрового и метрового диапазонов, работающих с линейно поляризованными сигналами на радиотрассах, проходящих через ионосферу, возможны поляризованные замирания сигналов, связанные с эффектом Фарадея, заключающимся в повороте плоскости поляризации радиоволн.
В последнее время все больший интерес проявляется к диапазону миллиметровых волн. Это обусловлено широкими возможностями применения этих волн в радиолокации, связи, радиометеорологии, радиоастрономии, при изучении природных ресурсов и т.д.
К особенностям миллиметровых радиоволн можно отнести следующее :
1. Возрастание с увеличением частоты волн их затухания из-за гидрометеоров и резонансного поглощения в газах тропосферы. Особенно этот эффект проявляется у миллиметровых волн (ММВ), интенсивно осваиваемых для целей связи. В диапазоне ММВ атмосфера имеет ряд окон прозрачности и пиков поглощения. Радиосвязь, как правило, осуществляется в окнах прозрачности.
Анализ кривых поглощения электромагнитных волн в тропосфере (см. рис. 6.10) показывает, что в миллиметровом диапазоне между частотами резонансного поглощения имеются участки спектра со сравнительно малыми коэффициентами поглощения. Эти участки принято называть «окнами прозрачности» тропосферы. Они расположены в окрестностях длин волн, указанных в табл.7.1
Таблица 7.1 – «Окна прозрачности» тропосферы
Радиосредства различного назначения, работающие в районе этих «окон прозрачности» длин волн, весьма эффективно решают поставленные задачи.
Большее поглощение миллиметровых волн по сравнению с сантиметровыми приводит к снижению дальности связи, что требует повышения энергетического потенциала радиолинии для компенсации затухания.
2. Диапазон ММВ не перегружен, работающие в нем средства связи имеют хорошую электромагнитную совместимость (ЭМС) со средствами связи других диапазонов. Указанное правило нарушается, когда речь идет о распространении продольных ЭМВ (ПЭМВ), существующих в различных средах (плазма, вода, почва и т.д.). Эта волны обладают уникальными свойствами, к сожалению, недостаточно изученными и по сей день, хотя ПЭМВ в плазме (волны X. Альфвена) были известны уже в 20-х гг. прошлого века; .
3. Повышенное затухание в пиках поглощения, позволяющее передавать информацию на СВЧ при низком уровне взаимных помех от различных служб и организовывать скрытую связь на небольших расстояниях вдоль поверхности Земли. Кроме того, частоты, соответствующие пикам поглощения в атмосфере, могут использоваться на космических линиях связи большой протяженности. В этом случае атмосфера выполняет роль заграждающего фильтра по отношению к помехам Земли.
4. ММВ лучше проникают сквозь туман, дым, дождь, пыль, чем волны видимого и инфракрасного диапазонов. Они с небольшим затуханием проходят через плазму, поэтому применяются для связи с ракетами, преодолевающими ионизированную атмосферу. На непрозрачном участке частот радиоволны ММВ полностью поглощаются и связь невозможна, хотя она вполне осуществима на этих же частотах между двумя космическими радиотехническими аппаратами, только канал связи будет в данном случае экранирован от наблюдения с Земли ;
5. Колебания (флуктуации) на приземных линиях связи ММВ амплитуд, фаз, направлений прихода волн, вызываемые их рефракцией в атмосфере и ее неоднородностями, влиянием Земли, а также переотражением волн от поверхностей ИСЗ, самолетов и других объектов, на которых размещается аппаратура ММВ, проявление эффекта многолучевого распространения. На ММВ имеется заметный доплеровский сдвиг частоты.
Вплотную к этому диапазону примыкает инфракрасный диапазон электромагнитных волн, который также успешно используется для работы средств наведения, наблюдения и т.п. Отметим, что с переходом к оптическому диапазону волн коэффициент затухания уменьшается и атмосфера снова становится сравнительно
прозрачной.
Контрольные вопросы
1. Пояснить зависимость плотности свободных электронов от высоты Ни времени суток.
2. Роль слоя F 2 имеющего наибольшую электронную концентрацию?
3. От чего зависит преломление радиоволн в ионосфере?
4. Объяснить траектории радиолучей в ионосфере для различных длин волн.
5. Как выбирать рабочую частоту радиоэлектронного средства?
6. Каковы особенности распространения сверхдлинных и длинных волн?
7. Каковы особенности распространения декаметровых (коротких) волн?
8. Поясните образование зоны молчания.
9. Зачем составляют так называемое волновое расписание?
10. Каковы особенности распространениядиапазона СВЧ?
11. Каковы особенности распространениядиапазона КВЧ?
Литература
1. Бычков А. А. «Электромагнитные волны. Волноводы и объемные резонаторы», Лекции, ВМФ, 1987 г. – 72 с.
2. Бычков А. А. «Особенности распространения радиоволн различных диапазонов. Антенные устройства.» Лекции, часть 2, ВМФ, 1989 г. – 74 с.
3. Теория электромагнитного поля и техника сверхвысоких частот: учебник для ввузов/ Под редакцией Б.И. Штительмана. – Харьков, изд-во академии, 1974. – 494 с.
4. Нефедов Е. И. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн: учебное пособие для студ. высш. учебн. заведений.–М.: Академия,2009.–377 с.
5. Нефедов Е. И. Техническая электродинамика: учебное пособие для студ. высш. учебн. заведений.– М.: Академия, 2009.–410 с.
6. Черный Ф.Б. Распространение радиоволн / Ф.Б. Черный – М.: Сов. радио, 1972. – 464 с.
7. Бычков А.А. Особенности структуры электромагнитного поля и параметров волнового процесса в морском тропосферном волноводе / И.Л. Афонин, А.А. Бычков // Изв. высш. учеб. заведений. Радиоэлектроника. – 2004. – Т. 47. - № 2. – С. 58–65.
8. Леонидов В.И. Некоторые особенности формирования волноводных структур над морской поверхностью / В.И. Леонидов, Ф.В. Кивва., В.И. Алёхин // Научное приборостроение в миллиметровых и субмиллиметровых диапазонах радиоволн: Сб. научн. тр. – Харьков: Ин-т радиофизики и электроники АН Украины. – 1992. – С.73 – 80.
9. Саламатин В. В. Основы геометрической электродинамики волноводов прямоугольного сечения/ В. В. Саламатин, И. Л. Афонин, С. Н. Бердышев // учебное пособие для студ. высш. учебн. заведений. – Севастополь, изд. СевНТУ, 2008. – 218 с.
Условные обозначения. 3
Предисловие. 4
ЧАСТЬ 1. КРАТКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
. 4
Глава 1. Основные законы электромагнитного поля . 4
1.1. Физические величины, применяемые для описания электромагнитных явлений. Параметры и классификация сред. 6
1.2. Уравнения Максвелла в интегральной форме. 11
1.3. Уравнения Максвелла в дифференциальной форме
(уравнения электродинамики) 13
1.4. Граничные условия для векторов электромагнитного поля. 19
1.5. Энергетические соотношения в электромагнитном поле. 23
Контрольные вопросы.. 25
Глава 2. Излучение электромагнитных волн
Поле элементарного электрического вибратора…………………26
2.1. Элементарные злучатели……………………………………........26
2.2. Электромагнитное поле излучения электрического. 28
2.3. Анализ поля элементарного электрического вибратора. 33
2.3.1. Ближняя (реактивная) зона. 34
2.3.2. Дальняя (волновая) зона или зона Фраунгофера. 36
2.4. Диаграмма направленности элементарного электрического вибратора. 40
Контрольные вопросы.. 44
Глава 3. Плоские электромагнитные волныв однородных
и неоднородных средах
. 45
3.1. Распространение электромагнитных волн в идеальном
диэлектрике. 45
3.2. Параметры волнового процесса. 50
3.3. Распространение электромагнитных волнв среде с потерями. 51
3.3.1. Классификация сред по величине проводимости. 52
3.3.2. Электромагнитные волны в среде с потерями. 53
3.4. Поляризация плоских волн. 55
3.4.1. Линейная поляризация. 56
3.4.2. Круговая поляризация. 58
3.4.3. Эллиптическая поляризация. 60
3.5. Плоские электромагнитные волны в неоднородных средах. 61
3.5.1. Законы отражения и преломления (законы Снеллиуса) 61
3.5.2. Коэффициенты отражения и преломления (коэффициенты Френеля) 63
3.5.3. Наклонное падение ЭМВ на поверхностьидеального проводника 65
3.5.4. Глубина проникновения электромагнитного поля
в проводящую среду. 66
3.5.5. Логарифмические единицы ослабления........................... 67
Контрольные вопросы.. 68
Глава 4. Электромагнитные волны в волноводах . 69
4.1. Краткие сведения о направляющих системах СВЧ-энергии. 69
4.2. Классификация направляемых волн. 71
4.3. Прямоугольный волновод. 73
4.4. Диаграмма типов волн в прямоугольном волноводе. Выбор поперечных размеров 76
4.5. Структура поля основной волны Н 10 78
4.6. Структура поверхностных токов в прямоугольном волноводе, излучающие и неизлучающие щели 81
4.7. Отражательная трактовка распространения волн в волноводе. Фазовая и групповая скорости в волноводе 83
Контрольные вопросы.. 85
ЧАСТЬ 2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН .. 86
Глава 5. Общие вопросы распространениярадиоволн . 86
5.1. Классификация радиоволн по диапазонам и способу
распространения. 87
5.2. Влияние подстилающей поверхности на распространение радиоволн. 95
5.2.1. Влияние электрических параметров подстилающей поверхности на распространение радиоволн 95
5.2.2. Влияние рельефа и формы подстилающей поверхности
на распространение радиоволн. 97
Контрольные вопросы.. 104
Глава 6. Влияние тропосферы на распространение
радиоволн
. 105
6.1. Влияние тропосферы на распространение радиоволн. 105
6.1.1. Рефракция радиоволн в тропосфере. 106
6.1.2. Морские тропосферные волноводы.. 112
6.1.3. Рассеяние радиоволн в тропосфере (эффект дальнего тропосферного рассеяния) 118
6.1.4. Поглощение радиоволн в тропосфере.
Рассеяние радиоволн гидрометеорами. 118
Контрольные вопросы.. 121
Глава 7. Влияние ионосферы на распространение радиоволн. Особенности распространения радиоволн различных
диапазонов
................................................................................................................................. 122
7.1. Влияние ионосферы на распространение радиоволн. 122
7.2. Особенности распространения радиоволн различных диапазонов. 128
7.2.1. Распространение сверхдлинных, длинных и средних
волн. 128
7.2.2. Распространение декаметровых (коротких) волн. 131
7.2.3. Распространение волн диапазонов СВЧ и КВЧ.. 136
Контрольные вопросы.. 139
Литература. 140
Анатолий АлександровичБЫЧКОВ,
кандидат технических наук, доцент
Учебное издание
Электродинамика
и распространение радиоволн
Учебное пособие
Корректор Е.Г. Коряко
Технический редактор О.А. Срощенко
Компьютерная верстка и формирование
издательского оригинал-макета Л.Ф. Соловьева
Подписано в печать19.09.2017 г.
Формат бумаги 60х84 1/16 . Бумага офсетная. Гарнитура «Таймс».
Изд. № 31. Печатьризография. Объем9 печ.л. Тираж 55экз. Зак. 390 .
Бесплатно
Типография ЧВВМУимени П.С. Нахимова, 299028, г. Севастополь, ул. Дыбенко П., 1-А
