Kuinka Mikroaaltouuni Toimii

Kuinka Mikroaaltouuni Toimii
Kuinka Mikroaaltouuni Toimii

Video: Kuinka Mikroaaltouuni Toimii

Video: Kuinka Mikroaaltouuni Toimii
Video: Mikroaaltouunin Toimintaperiaate 2024, Huhtikuu
Anonim

Sana "laser" ja tämän laitteen toimintaperiaate ovat ihmisten tiedossa. Läheinen sana "maser" on paljon vähemmän tunnettu. Se on lyhenne englanninkielisen määritelmän "Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation" sanojen ensimmäisistä kirjaimista, mikä tarkoittaa "mikroaaltojen vahvistamista stimuloidun säteilyn avulla". Toisin kuin toisin kuin lasersäteily, samanlaisen rakenteen omaava maser lähettää säteilyä mikroaaltoja.

Kuinka mikroaaltouuni toimii
Kuinka mikroaaltouuni toimii

Neuvostoliiton ja amerikkalaiset fyysikot kehittivät tällaisen laitteen ensimmäistä kertaa vuonna 1954. Myöhemmin tutkijat A. Prokhorov, N. Basov ja C. Townes saivat Nobel-palkinnon tästä.

Pitkään aikaan maser ei löytänyt käytännön sovellusta, koska sen käyttö vaati ankaria olosuhteita: tyhjiö ja erittäin matala lämpötila (lähellä absoluuttista nollaa). Lisäksi jopa näissä olosuhteissa maserin teho oli paljon pienempi kuin laserin teho. Viime aikoina British National Physics Laboratoryn fyysikot ovat kuitenkin kehittäneet mallin maserille, joka voi toimia huoneen lämpötilassa ja paineessa.

Heidän työnsä perustui japanilaisten tutkijoiden tutkimuksiin, jotka tekivät 1900-luvun lopulla kokeita säteilyttämällä orgaanista pentaseeniyhdistettä laserilla. He havaitsivat, että altistuessaan lasersäteille aineen molekyylit voivat toimia kuin maser. Koska japanilaiset tutkijat olivat kiinnostuneita toisesta aiheesta (neutronien sironta), he eivät pitäneet löydettyä ilmiötä tärkeänä. Brittiläinen löytänyt kuvauksen näistä kokeista päätti lisätä pentaseeniä toiseen orgaaniseen aineeseen saadakseen samanlaisia kiteitä kuin lasereissa käytettävät. Vikojen sarjan jälkeen valittiin vaaditun muodon ja värin kiteet. Tutkijat asettivat ne läpinäkyviin safiirirenkaisiin, minkä jälkeen he sijoittivat saadun rakenteen resonaattoriin säteilyttivät ne laserilla. Saatu tulos on ylittänyt villeimmätkin odotukset.

Lasersäde toi pentaseenimolekyylit innostuneeseen (epävakaaseen) tilaan. Molekyylien käänteisen siirtymisen aikana stabiiliin tilaan muodostui mikroaaltosäde, jonka intensiteetti ylitti mittaamattomasti edellisten maser-mallien tuottamat säteet. "Vastaanotettu signaali oli sata miljoonaa kertaa voimakkaampi kuin nykyiset maserit", kertoi fyysikko Mark Oxborrow, joka johti näitä kokeita. Brittiläisten vastaanottama laite on erittäin lupaava, vaikka se vaatii paljon ponnisteluja sen parantamiseksi. Nyt Oxborrow-maser tuottaa vain hyvin lyhytaikaisia pulsseja, joilla on laaja aaltoalue. Jos se on mahdollista saada toimimaan jatkuvasti, lisäksi kapeammalla aallonpituusalueella, maser löytää erittäin laajan sovelluksen eri tieteen ja tekniikan aloilla.

Suositeltava: