Mikrofale

Są to fale o długości od 10-4m do 0,3m (0,1mm do 30 cm). Mikrofale z górnego zakresu mogą powstawać w elektronicznych układach drgających podobnie jak fale radiowe i dlatego dość często zalicza się je do fal radiowych nie wyszczególniając osobno. Obecnie opracowano wiele innych sposobów generacji mikrofal. Mogą to być lampy mikrofalowe: klistrony, karcinotrony, i magnetrony (jest to dwuelektrodowa lampa elektronowa umieszczona w polu magnetycznym gdzie opóźniane elektrony krążąc w polu magnetycznym po spiralach emitują mikrofale). Rozwój elektroniki pozwolił na stworzenie źródeł mikrofal z wykorzystaniem półprzewodników: generator Gunna, diody lawinowe, a także tranzystory bipolarne i polowe.

Zastosowania

- kuchenka mikrofalowa używa magnetronu do wytwarzania fal o częstotliwości ok 2,4 GHz, co pozwala na gotowanie jedzenia; taki rodzaj promieniowania działa na cząsteczki wody, które zaczynają drgać wytwarzając przez to ciepło.
- maser to urządzenie podobne do lasera, tyle że działa w zakresie mikrofalowym
- mikrofale pozwalają na transmisję danych do satelitów, bo nie są pochłaniane przez atmosferę
- radar
- telefony komórkowe standardu GSM pracują w częstotliwościach 870-960 MHz oraz 1710-1880 MHz
- system globalnego pozycjonowania (GPS) wykorzystuje fale o częstotliwości 1575 MHz
- bezprzewodowe sieci komputerowe (WLAN) albo bluetooth używają mikrofal w zakresie 2,4 GHz
- transmisja danych w telewizji kablowej albo poprzez
internetowe modemy kablowe (DSL) odbywa się w tym samym zakresie, tyle że medium jest kabel, a nie powietrze

Epoka mikrofal pojawiła się praktycznie w momencie odkrycia fal radiowych. Stało się to w roku 1888, kiedy to fizyk niemiecki Heinrich Hertz zauważył, że przeskok dużej iskry spowodował przeskok małej iskry w przerwie uzwojenia cewki z drutu, umieszczonej w pewnej odległości. Doświadczenie to doprowadziło do odkrycia fal radiowych, a tym samym mikrofal, będących niewielką częścią zakresu promieniowania radiowego. Pierwsze urządzenie potrafiące generować promieniowanie mikrofalowe skonstruowano w Anglii w czasie II wojny światowej jako część urządzeń radarowych do wykrywania ruchów wojsk niemieckich. Także wtedy stwierdzono znaczący wpływ tego rodzaju promieniowania na ogrzewanie substancji takich jak woda.Promienie mikrofalowe znajdują zastosowanie przede wszystkich w radarach. Radar (ang. RAdio Detection And Ranging) jest urządzeniem służącym wyznaczaniu odległości, poprzez wysłanie sygnału radiowego do odległego przedmiotu i pomiaru czasu, po jakim odbity od przedmiotu sygnał powraca do źródła. Radar oparty jest więc na zjawisku echa. W 1964 roku zarejestrowano pierwsze echo z Wenus. Następnie uzyskano także echa z Marsa i Merkurego. Technika radarowa wykorzystująca mikrofale, znajduje zastosowanie w transponderach samolotów, czyli urządzeniach radiolokacyjnych pozwalających na udzielenie informacji o pułapie lotu.Mikrofale wykorzystuje także radar meteorologiczny oraz policyjny radar drogowy. Nieodzownym urządzeniem AGD każdej gospodyni domowej jest kuchenka mikrofalowa. Mikrofale, wytwarzane przez magnetron, wnikają do zawartych w żywności cząsteczek wody i przekazują poprzez promieniowanie ciepło, które dzięki przewodzeniu dociera do pozostałej części potrawy. Pozwala to ugotować potrawy w znacznie krótszym czasie niż w kuchence tradycyjnej.Mikrofale ulegają odbiciu od obiektów o dużej gęstości, oraz rozpraszaniu i tłumieniu w atmosferze i innych ośrodkach. Tłumienie jest spowodowane głównie obecnością opadów deszczu czy śniegu. Intensywność tłumienia zależy od długości fali. Efektem charakterystycznym dla mikrofal jest zjawisko echa, które jest wykorzystywane w radarach. W radiokomunikacji zjawisko echa jest dość szkodliwe, ponieważ wielokrotne echa mogą znacznie obniżyć jakość sygnału. Mikrofale używane są także w łączach telefonicznych i telewizyjnych.