Mikrovlny

Mikrovlny jsou elektromagnetické vlny o frekvenci 300 MHz až 300 GHz, což ve vakuu odpovídá vlnovým délkám 1 m až 1 mm. V elektromagnetickém spektru leží mezi radiovými vlnami a infračerveným zářením. Mají vyšší frekvenci než vlny rádiové, ale nižší než infračervené záření. Často jsou řazeny jako část rádiového spektra s nejvyšší frekvencí. Využívají se zejména v telekomunikačních technologiích.^[1]^[2] V této oblasti pracují systémy satelitní navigace, pozemní telekomunikace, mobilní komunikace, radarové systémy apod.

Využívají se také k ohřevu potravin, de facto vody. V mikrovlnných troubách se využívá frekvence 2,45 GHz, což je vlastní frekvence kmitání molekul vody. Dochází k rezonanci, kdy jsou molekuly silně rozkmitány, a to se projeví zvýšením teploty vody (ohřívané potraviny).^[3] Využití nacházejí i ve vysoušení knih či tkanin, obrábění materiálů, restaurování uměleckých děl nebo tavení skla.^[4] Jsou-li části rádiových vln, zaujímají pásma Ultra high frequency (UHF), Super high frequency (SHF) a Extremely high frequency (EHF).^[5]^[6]

Historie

Objev elektromagnetického záření, v jejichž spektru jsou mikrovlny, učinil James Clerk Maxwell v roce 1864 svými rovnicemi. Roku 1888 Heinrich Hertz demonstroval existenci elektromagnetických vln, když vyrobil aparaturu, která produkovala a detekovala mikrovlny v oblasti VKV (velmi krátkých vln). Že mohou mikrovlny sloužit k ohřevu potravin si poprvé všiml Percy Spencer, když vyráběl magnetron pro radar firmě Raytheon a zjistil, že se mu v kapse rozpustila čokoláda.

Použití

Mikrovlnná trouba

Mikrovlny o vlnové délce kolem 12 cm mají frekvenci blízkou rezonanční frekvenci některých nesymetrických molekul, hlavně vody. Potraviny obvykle obsahují velké množství vody a navíc mikrovlny nádoby (sklenice, talíře, keramické hrníčky) neohřívají, takže se mikrovlnné trouby staly v domácnostech velice oblíbenými spotřebiči.

Vysoušení dřeva

Mikrovlnami lze prohřát materiál účinněji než pouhým ohřevem povrchu. Proto jsou využívány k vysoušení různých materiálů, například dřeva.

Vysoušení knih

Faktu, že mikrovlny ohřívají hlavně vodu, se využívá i při sušení starých knih a listin. Mikrovlny jsou k písemnostem šetrné, vysouší rovnoměrně a ne od okrajů ke středu a navíc rychle. Toho se využívalo například při povodních v roce 2002.

Hubení domácích škůdců a vysoušení zdiva

Opět se využívá principu, že mikrovlny ohřívají vodu – těla všech živočichů obsahují významné množství vody, takže působení mikrovln je usmrtí a okolní prostředí (dřevěné trámy, zdi) to nijak nepoškodí.

Přenos informací

Lokální bezdrátové sítě Wi-Fi zajišťující vzájemné bezdrátové propojení přenosných zařízení a připojení k internetu pracují v oblasti mikrovln. Radioreléové spoje využívají rovněž mikrovlnných frekvencí, dále různá pojítka krátkého dosahu, bezdrátový přenos obrazu a zvuku (pojítka pro kamery, bezdrátové UHF mikrofony, Toslink) sítě mobilních telefonů a další.

Lékařské aplikace

Mikrovlny mají řadu užití v diagnostice a léčbě pacientů. Mezi terapeutické metody patří mikrovlnná hypertermie a diatermie.

Radiolokace

Mikrovlnné zbraně

Mikrovlny se používají jako zbraně například proti demonstrantům. Koncentrované mikrovlny vyvolávají nepříjemné reakce organismu a mohou způsobit i popáleniny.^[7]