Microunde

Adica niste unde electromagnetice cu o lungime (perioada) mica, dar nu chiar asa de mica precum îi este denumirea. În spectrul undelor electromagnetice microundele se situeaza în zona cu frecvente mici si cu lungimi de unda mari.    Neculai SEGHEDIN   Se numesc asa deoarece au fost descoperite dupa undele radio, situate în dreapta spectrului electromagnetic, unde care se numeau lungi, medii, scurte si ultrascurte, asa ca oamenii de stiinta au atribuit acestor noi unde prefixul micro, care este logic în comparatie cu clasicele unde radio, dar nu are nici o relevanta în comparatie cu undele din stânga spectrului electromagnetic (infrarosii, spectrul vizibil, ultraviolete, gama etc). Undele radio au lungimi de unda de la 1m, la dimensiuni de ordinul kilometrilor, microundele au lungimi de unda de la 1m, la 1mm, pe când undele infrarosii (alea care transmit caldura) se încadreaza în intervalul 750nm-1mm, iar razele ultraviolete între 10nm si 400nm (un nanometru reprezinta o milionime dintr-un milimetru, un fleac). Microundele se mai caracterizeaza si printr-o frecventa de 300GHz – 300 MHz, pe când undele radio au o frecventa mai mica de 300 MHz, în timp ce undele infrarosii au 300 GHz – 400 THz (1 MHz reprezinta un milion de cicluri pe secunda, 1 GHz un miliard de cicluri pe secunda, iar 1THz o mie de miliarde de cicluri pe secunda. Cine sa stea sa le numere, totusi?). Microundele se folosesc la constructia dispozitivelor fara fir precum telefoanele mobile, telefoanele fara fir, sistemele Wi-Fi, casti Bluetooth, retelele de relee radio cu microunde, sistemele radar, sistemele de comunicatii prin satelit, teledetectia, radioastronomia, acceleratoarele de particule, spectroscopia, încalzirea industriala, sistemele de evitare a coliziunilor, telecomenzile pentru usi de garaj si pentru televizoare etc. Lungimile de unda reduse ale microundelor permit utilizarea unor antene de la 1 la 20 de centimetri lungime. Aparitia microundelor a fost un exemplu de manifestare a adiacentului posibil, adica a acelei stari a cunoasterii care permite ca, la un anumit moment, sa fie pregatite toate conditiile pentru realizarea unei inventii sau descoperiri. Astfel, începând cu 1894, fizicianul indian Jagadish Chandra Bose (1858-1937), absolvent al St. Xavier's College Calcutta, Christ's College Cambridge si al University College London, a efectuat primele experimente cu microunde, el fiind prima persoana care a produs unde milimetrice, generând frecvente de pâna la 60 GHz (5 milimetri). În mod independent, în 1894, Oliver Lodge (1851-1940) si Augusto Righi (1850-1920) au generat microunde cu frecventa de 1,5 si respectiv 12 GHz. Fizicianul rus Pyotr Lebedev (1866-1912), absolvent al Universitatii din Strasbourg a obtinut, în 1895, unde electromagnetice cu lungimea de ordinul milimetrilor. Bineînteles ca cea mai cunoscuta aplicatie a microundelor este cea casnica, destinata încalzirii alimentelor. Cuptorul cu microunde, care acum este utilizat pe întreaga planeta, a patruns în bucatariile occidentale în anii '70, acesta fiind o incinta metalica în care se produc microunde care se reflecta de peretii acesteia, inclusiv usa din sticla fiind acoperita de o plasa metalica destinata reflectarii microundelor. Acestea sunt produse de un magnetron, dispozitiv inventat în 1910 de catre Hans Gerdien (1877-1951) de la Siemens Corporation, realizare care a fost îmbunatatita de mai multi oameni de stiinta pâna în preajma celui de-al Doilea Razboi Mondial, când a fost utilizat la constructia radarelor, datorita fizicianului britanic Sir John Turton Randall (1905-1984). Magnetronul este un tub vidat, ce produce radiatie electromagnetica neionizanta, adica nepericuloasa pentru sanatate, cu o frecventa, de regula, de 2,45 GHz, echivalentul unei lungimi de unda de 12,2 cm. Lungimea de unda a luminii vizibile (cea pe care o receptioneaza ochiul uman) este de circa 200 de mii de ori mai mica. Asadar, prin comparatie, microundele au o lungime de unda uriasa. În 1946, în timp ce efectua niste experimente cu un radar, aflându-se lânga niste noi magnetroni pe care el îi crease, Percy Spencer (1894-1970), un tip de la Raytheon (o companie producatoare de sisteme de aparare), care nu avea nici un fel de scoala, ci numai geniu si putere de munca, a constatat ca ciocolata cu arahide pe care o avea în buzunar s-a lichefiat, rezultând, asa cum va spune el mai târziu, un dezastru lipicios (el trece sub tacere, însa, reactia sotiei sale la constatarea acestui accident fizico-radiologico-vestimentar. Oricum, cu siguranta ca multi operatori radar amatori de ciocolata patisera si ei accidentul cu pricina, dar niciunul dintre acestia nu sesizase legatura cu microundele, trecând, astfel, pe lânga gloria eterna). Apoi a încercat cu un ou si apoi cu floricele de porumb. A constatat ca alimentele erau supuse, în mod cert, unui proces de încalzire sub actiunea microundelor. Anul urmator a brevetat cuptorul cu microunde, care, în varianta comerciala, avea 1,7m, 340 kg si costa 5000 de dolari. De fapt, cum functioneaza un cuptor cu microunde? Eroii principali sunt moleculele de apa care nu sunt uniforme din punct de vedere magnetic. Adica au un comportament precum al unor mici magneti, care, sub influenta unui câmp electromagnetic care îsi schimba polaritatea de 2,45 miliarde de ori pe secunda, îsi modifica tot de atâtea ori pozitia, ceea ce înseamna frecari si, evident, caldura, care se transmite mâncarii care este amplasata în centrul cuptorului, gustul si savoarea acesteia depinzând însa exclusiv de bucatar si nu de inventia lui Percy Spencer. Bineînteles ca s-au nascut mai multe legende legate de cuptoarele cu microunde. Cum ca ar distruge substantele nutritive! Orice proces de preparare termica duce la o afectare a substantelor nutritive. Cum ca încalzesc mâncarea din interior spre exterior! Microundele patrund în mâncare la o adâncime de maximum 2-2,5 cm. Restul e transfer de caldura prin conductie si convectie. Cum ca sunt toxice! Asa este, pe site-urile de specialitate spunându-se ca ...toti magnetronii contin o cantitate mica de toriu amestecat cu wolfram în filamentul lor. Desi acesta este un metal radioactiv, riscul de cancer este exclus, deoarece nu ajunge niciodata în aer în timpul utilizarii normale. Numai daca filamentul este scos din magnetron, zdrobit fin si inhalat poate reprezenta un pericol pentru sanatate. Dar asta nu o stiti de la mine!   Prof. univ. dr. ing. Neculai Eugen Seghedin, cadru didactic si prorector responsabil cu activitatea didactica la Universitatea Tehnica „Gheorghe Asachi” din Iasi


Citește articolul complet pe Ziarul de Iasi

Alte știri din Ziarul de Iasi