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)和無線電波之間。因此，可以用電磁波和電磁場理論處理與微波有關(guān)的一些問題，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題，甚至用這些原理開發(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，盡管它介于無線電波和紅外輻射之間．但卻不能僅靠將低頻無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，對于微波，卻確實(shí)可以觀測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．

    微波波段中波長在1—25cm的波段專門用于雷達(dá)，其余部分用于電訊傳播，為了防止微波功率對無線電通訊、廣播、電視和雷達(dá)等造成干擾，國際上規(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)給敵方帶來重創(chuàng)．殘酷的戰(zhàn)爭現(xiàn)實(shí)和交戰(zhàn)備方的強(qiáng)烈競爭竟識(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，家用微波爐在美國的普及率已達(dá)80％以上，年銷量逾1200萬臺(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)槿绱耍涨八驯粡V泛府用于紙張、木材、皮革、煙草以至中草藥的干燥等。微波還可用來殺蟲滅菌，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)用也越來越廣泛，前景看好．