СВЧ-излучение. Характеристики, особенности, применение
СВЧ-излучение – это электромагнитное излучение, которое состоит из следующих диапазонов: дециметрового, сантиметрового и миллиметрового. Длина его волны колеблется от 1 м (частота в этом случае составляет 300 МГц) до 1 мм (частота равна 300 ГГц).
Широкое практическое применение СВЧ-излучение получило при реализации способа бесконтактного нагрева тел и предметов. В научном мире данное открытие интенсивно используется в исследовании космического пространства. Привычное и наиболее известное его применение – в домашних микроволновых печах. В тяжелой промышленности оно используется для термообработки металлов.
Также на сегодняшний день СВЧ-излучение получило распространение в радиолокации. Антенны, приемники и передатчики на самом деле – дорогостоящие объекты, но они успешно окупаются из-за огромной информационной емкости СВЧ-каналов связи. Популярность его использования в быту и в производстве объясняется тем фактом, что данный тип излучения является всепроникающим, следовательно, нагрев объекта идет изнутри.
Шкала электромагнитных частот, вернее, ее начало и конец, представляет собой две различные формы излучения:
- ионизирующее (частота волны больше, чем частота видимого света);
- неионизирующее (частота излучения меньше частоты видимого света).
Для человека представляет опасность сверхвысокочастотное неионизированное излучение, которое влияет напрямую на человеческие биотоки с частотой от 1 до 35 Гц. Как правило, неионизированное СВЧ-излучение провоцирует беспричинную усталость, аритмию сердца, тошноту, снижение общего тонуса организма и сильную головную боль. Такие симптомы должны быть сигналом, что близко находится вредный источник излучения, который может нанести существенный ущерб здоровью. Тем не менее, как только человек покидает опасную зону, недомогание прекращается, и эти неприятные признаки исчезают сами по себе.
Вынужденное излучение открыл еще в 1916 году гениальный ученый А. Эйнштейн. Это явление он описал как влияние внешнего электромагнитного поля, возникающего при переходе электрона в атоме с верхнего энергетического уровня на более низкий. Излучение, которое при этом возникает, назвали индуцированным. У него есть еще одно название – вынужденное излучение. Особенность его состоит в том, что атом излучает электромагнитную волну – поляризация, частота, фаза, а также направление распространения у нее такие же, как у первоначальной волны.
Индуцированное излучение ученые применили как основу в работе современных лазеров, которые, в свою очередь, помогли в создании принципиально новых современных устройств – например, квантовых гигрометров, усилителей яркости и т. д.
Благодаря лазеру появились новые технические направления – такие, как лазерные технологии, голография, нелинейная и интегральная оптики, лазерная химия. Его используют в медицине при сложнейших операциях на глазах, в хирургии. Монохроматичность и когерентность лазера делают его незаменимым в спектроскопии, разделении изотопов, системах измерения угловых скоростей и в светолокации.
Микроволновое излучение – это тоже радиоизлучение, только оно относится к инфракрасному диапазону, а также у него наибольшая частота в радиодиапазоне. С этим излучением мы сталкиваемся по нескольку раз в день, используя микроволновую печь для подогрева еды, а также разговаривая по мобильному телефону. Очень интересное и важное применение ему нашли астрономы. Микроволновое излучение используют для изучения космического фона или реликтового излучения времен Большого взрыва, который произошел миллиарды лет тому назад. Астрофизики изучают неоднородности свечения в некоторых участках неба, что помогает узнать, как во Вселенной формировались галактики.