מיקרוגל: תמלול של הביטוי סופר-גבוה, שמשמעותו טווח מיקרוגל

רבים שמעו את הביטוי מיקרוגל, ראו את האותיות הללו במכשירים שונים או הוראות עבורן. עם זאת, לא כולם יודעים מה משמעות הקיצור הזה. פרשנות מפורטת של המיקרוגל תעזור לך להבין טוב יותר את מהות המונח הזה ולגלות באילו תחומים הוא משמש לרוב.

תדר סופר גבוה

הביטוי המקוצר פשוטו כמשמעו מייצג תדר אולטרה-גבוה. עבור הדיוט, המילים הללו עשויות להיראות בלתי מובנות. כדי להבין טוב יותר מה המשמעות של מיקרוגל, עליך להיות בעל לפחות מינימום ידע מתחום הפיזיקה. מדע זה חוקר סוגים שונים של קרינה אלקטרומגנטית:

• סופר ארוך (גלי רדיו);
• terahertz;
• אינפרא אדום;
• אוֹפּטִי;
• אוּלְטרָה סָגוֹל;
• קשה ורנטגן.

גלים בתדר גבוה במיוחד תופסים את החלל בין התדר הרחוק של אינפרא אדום לתדרים גבוהים במיוחד. אורכם יוצר טווח רחב ממילימטר אחד עד שלושים סנטימטרים. בהשוואה לגלי רדיו ארוכים במיוחד, שאורכם נמדד במאות מטרים, גודלם של גלי המיקרוגל קטן ביותר, ולכן הם נקראים גם טווח הסנטימטר או הדצימטר. בספרות זרה, קרינת מיקרוגל מכונה בדרך כלל קרינת מיקרוגל.

הייחודיות של גלים בתדר גבוה במיוחד היא שהם משלבים את התכונות הגלומות הן בקרינת האור והן בגלי רדיו. לדוגמה, בדיוק כמו קרני אור, גלי מיקרוגל מסוגלים להחזיר, להתמקד ולהתפשט בקו ישר.

instagram viewer

תקשורת לוויינית ומכ"ם

דמיון נוסף של קרינה כזו עם קרני אור הוא היכולת להעביר מידע במצב צפיפות גבוהה. ט. ה. קרן אחת בתדירות גבוהה יכולה לשדר עד אלף שיחות טלפון. מאפיין זה איפשר להפעיל בהצלחה קרינת מיקרוגל:

• ברדאר. המהות של השימוש במיקרוגל בציוד מכ"ם נעוצה בעובדה שהשיגור לחלל קצר פולסים עזים משתקפים חלקית מחפצים מרוחקים, חוזרים ונרשמים על ידי מיוחד כלים. עניין בטכניקה כזו לזיהוי עצמים התעורר אפילו במהלך מלחמת העולם השנייה, כאשר שאלת החיפוש הייתה חריפה ביותר.
• בקווי תקשורת מסחריים. היתרון בשימוש באלומות בתדר גבוה במיוחד באזור זה הוא נתיב התפשטותן. בניגוד לגלים אחרים המשמשים לספק תקשורת, תדרי המיקרוגל אינם נעים לאורך קו פני כדור הארץ, שיש בו אי סדרים רבים, אלא בקו ישר מתחנת ממסר אחת לאחרת. על מנת שהאות ישודר במהירות וביעילות, תחנות כאלה ממוקמות בגובה רב כל 50 ק"מ. הסדר של קווים מסחריים הוא די יקר, אבל המחיר הוא פיצוי מלא על ידי צריכת חשמל נמוכה ויכולת מידע גבוהה של ערוצי תקשורת.

תחום נוסף שבו יעיל משתמשים בגלי מיקרוגל - זוהי תקשורת לוויינית. ביבשה היא מסופקת על ידי מערכת של מגדלי רדיו המשדרים אותות למרחקים ארוכים. במקרה של משא ומתן בין יבשתי, תפקיד המשחזרים מבוצע על ידי לוויינים מלאכותיים הממוקמים במסלול הגיאוסטציונרי של כדור הארץ. כל לוויין מרכז אלפי ערוצי תקשורת, המבטיח שידור בו-זמני של אותות טלפון וטלוויזיה באיכות גבוהה למשתמשים במכשירים מודרניים.

שימוש ביתי

בטח כל מי שלפחות פעם חשב על המשמעות של מיקרוגל, איך מפענחים את הביטוי הזה, נזכר מיד על תנור מיקרוגל. מכשיר זה הוא אולי הדוגמה המפורסמת ביותר לשימוש בגלים בתדר גבוה במיוחד בבית. הוא מבוסס על ההשפעה התרמית של גלי מיקרוגל.

נכס זה התגלה בטעות על ידי הפיזיקאי האמריקני פרסי ספנסר בשנת 1942. כתוצאה מכך, שלוש שנים לאחר מכן, קיבל המדען פטנט לשימוש בקרינה בתהליך הבישול. כעבור שנתיים הופיע בבתי חולים ובקנטינות מכשיר שמשקלו יותר מ-300 ק"ג, שהוא אב טיפוס של מיקרוגל מודרני. במשך כמה עשורים, המכשיר השתנה באופן משמעותי. נבנתה בו מערכת בקרת מיקרו-מעבד, והופיע שולחן מסתובב. לדגמים מודרניים יש את היכולת להתחבר לאינטרנט.

למרות כל המודרניזציות והשינויים, היתרון העיקרי של תנור המיקרוגל היה ונשאר מהירות החימום והבישול. מהירות זו ניתנת בשל ההשפעה התרמית של גלי מיקרו לא רק על פני השטח, אלא על כל נפח המוצר.

המכשיר ועיקרון הפעולה של המיקרוגל

תנור המיקרוגל אינו מסובך מדי. בנייתו מורכבת מ:

• תא מתכת. מניחים בו מוצרים לבישול.
• פולט מיקרוגל (מגנטרון).
• שַׁנַאי. הוא מספק למגנטרון ספק כוח במתח גבוה.
• מוליך גל. דרכו מועברת קרינה מהמגנטרון למצלמה.

חימום אחיד של מזון בתנור מובטח על ידי סיבוב שולחן מיוחד. המאוורר המובנה מסייע למנוע התחממות יתר במהלך הפעולה, מעגלים אלקטרוניים הופכים את בקרת המיקרוגל לנוחה ובטוחה ככל האפשר.

מוצרים הממוקמים בתא מתכת מחוממים על ידי חשיפה לקורות חזקות בתדר של 2450 מגה-הרץ. קרניים אלו חודרות פנימה לעומק של כ-3 ס"מ ומניעות מולקולות קוטביות, הקיימות בכמויות גדולות בכל מוצרי המזון. כתוצאה מתנועה אינטנסיבית של מולקולות, המזון מתחמם במהירות.

במהלך פעולת המיקרוגל הטמפרטורה בתוך החדר מגיעה לערכים גבוהים מאודלכן, העיצוב מספק אלמנט מיוחד המגן על המכשיר מפני התחממות יתר - נתיך תרמי (ממסר תרמי). החלק העיקרי של התרמוסטט הוא צלחת דו מתכתית שיכולה לשנות צורה בהשפעת הטמפרטורה.

כאשר רמת החימום מגיעה לערכי הגבול שלה, הצלחת משנה צורה ומאלצת לפעול דוחף הפותח את חיבור הלוחות של קבוצת המגע ומפסיק את פעולת המיקרוגל. כאשר הטמפרטורה יורדת, לוח הרגולטור חוזר למקומו המקורי, המגעים נסגרים, המכשיר מתחיל שוב בעבודתו.

מלבד שימוש ביתי, תנורי מיקרוגל משמשים בתעשייה. הם משמשים לעיבוד חומרי בניין, ריכוך סלעים, השבת נפט וכו'.