微波及其特性

微波及其特性

   微波是頻率大約在300MHz-300GHz，即波長(zhǎng)在100cm至1mm范圍內(nèi)的電磁波，它位于電磁波譜的紅外輻射(光波)和無(wú)線電波之間。因此，可以用電磁波和電磁場(chǎng)理論處理與微波有關(guān)的一些問(wèn)題，特別是微波在空間的傳播及其與物質(zhì)的相互作用等。在現(xiàn)實(shí)生活中，也其實(shí)是應(yīng)用了這些原理解決了一些問(wèn)題，甚至用這些原理開(kāi)發(fā)了產(chǎn)品，比如，家用微波爐，再有殺菌機(jī)、干燥機(jī)、烘干機(jī)等微波設(shè)備。但是，由于微波波長(zhǎng)與所用元器件的尺寸相近，所以常用于電子學(xué)中的印刷電路已不能使用。在這里，能夠使用的是同軸電線、空心金屬管波導(dǎo)、諧振腔、速調(diào)管和磁控管等。
   微波是一個(gè)十分特殊的電磁波段，盡管它介于無(wú)線電波和紅外輻射之間．但卻不能僅靠將低頻無(wú)線電波和高頻紅外輻射的概念加以推廣的辦法導(dǎo)出微波的產(chǎn)生、傳輸與應(yīng)用的原理．例如．按照低頻無(wú)線電波的原理，空心金屬管波導(dǎo)將不能傳輸微波．因?yàn)榘舱者@些原理，相反方向的電流將不能同時(shí)在同一塊金屬里流動(dòng)而不匯合成單一方向的電流．然而，對(duì)于微波，卻確實(shí)可以觀測(cè)到相反方向的電流在波導(dǎo)的同一導(dǎo)體中流動(dòng)。同樣，雖然光可以在空心管中傳播，但光卻不能像微波那樣沿一個(gè)同軸電纜傳播烘干機(jī)．

   微波除可通過(guò)波導(dǎo)或同軸電纜傳輸外，也可以用一些天線將其聚焦成波束通行傳輸，這已被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通訊和電子戰(zhàn)中.

    在一般條件下，微波可方便地穿透某些材料，如玻璃、陶瓷、某些塑料（如聚四氟乙烯)等。因此，可用這些材料作家用微波爐的炊具、支架及窗口材料等。 微波也可被一些介質(zhì)材料，如水、碳、橡膠、食品、木材和濕紙等吸收而產(chǎn)生熱，因此。微波也可作為一種能源而在家用、工業(yè)、科研和其它許多領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用．這種微波功率是一類不屬于通訊用的微波功率．

    微波波段中波長(zhǎng)在1—25cm的波段專門(mén)用于雷達(dá)，其余部分用于電訊傳播，為了防止微波功率對(duì)無(wú)線電通訊、廣播、電視和雷達(dá)等造成干擾，國(guó)際上規(guī)定：科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)及家用等民用微波功率的頻段要不同。
   眾所周知，由于本世紀(jì)30年代微波電子管的出現(xiàn)和技術(shù)突破，使與微波技術(shù)緊密相關(guān)的雷達(dá)技術(shù)在第二次世界大戰(zhàn)期間有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。那時(shí)，參戰(zhàn)雙方任何一方在微波技術(shù)方而的進(jìn)展都會(huì)給敵方帶來(lái)重創(chuàng)．殘酷的戰(zhàn)爭(zhēng)現(xiàn)實(shí)和交戰(zhàn)備方的強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)竟識(shí)極大地推動(dòng)廠微波在軍學(xué)通訊領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
   發(fā)現(xiàn)微波的熱效應(yīng)，將微波作為一種非通訊的能源廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)  醫(yī)療、科學(xué)研究乃至家庭則是第一次大戰(zhàn)結(jié)束以后的事．1945年英國(guó)雷聲公司的研究人員發(fā)現(xiàn)了微波的熱效應(yīng)，兩年后他們即研制成了世界上第—臺(tái)采用微波加熱食品的“雷達(dá)爐”．今天，家用微波爐在美國(guó)的普及率已達(dá)80％以上，年銷量逾1200萬(wàn)臺(tái)。微波加熱作用的特點(diǎn)是可在不同深度同時(shí)產(chǎn)生熱，這種“體加熱作用”，不僅使加熱更快速．而且更均勻，從而大大縮短了處理材料所需的時(shí)間．節(jié)省寶貴的能源，還大大改善了加熱的質(zhì)量，保持食品的營(yíng)養(yǎng)成分，防止材料中有用(有效)成分的破壞和流失。正因?yàn)槿绱?，日前它已被廣泛府用于紙張、木材、皮革、煙草以至中草藥的干燥等。微波還可用來(lái)殺蟲(chóng)滅菌，從而在醫(yī)學(xué)和食品工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用  微波在生物醫(yī)學(xué)方面處可用于診斷(如腫瘤)和治療(如突發(fā)性耳聾、疼痛、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、肩周炎、某些癌癥）疾病、組織固定、免疫組織化學(xué)和免疫細(xì)胞化學(xué)研究等，微波在其它領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，前景看好．