Mikrowellen

1. Entdecker der Mikrowellen Heinrich Hertz (dt. Physiker) gilt als Entdecker elektromagnetischer Wellen 1886: Erzeugung erster Mikrowellen, sechs Jahre nach Entdeckung der Radiowellen ● > Entstehung beider durch Schwingungen von Elektronen in Metallen ● Heute: Verwendung für Mikrowellenherd, Mikrowellentherapie 2. Fakten Mikrowellen ● ➤ Hertz'sche & elektromagnetische Wellen ➤ ,,Zentimeterwellen" 3. Voraussetzungen für die Entstehung von Mikrowellen Elektromagnetische Schwingungen Frequenzbereich (Frequenz f in Hz): 2,45 GHz (=2450 000 000 Hz) Wellenlänge A in m: 0,12m Anwendung: Mikrowellen-herd, Mikrowellentherapie, Härtung von Kunststoffen, Sprengung wasserhaltiger Gesteine ● Mikrowellen 4. Eigenschaften & Anwendung Ausbreitung als elektromagnetische bzw. Hertz'sche Welle Geradlinige Ausbreitung in Stoffen & Vakuum Sofern nicht durch Hindernisse gehindert 4.1 Eigenschaften der Mikrowellen - Überblick Reflexion Brechung Entstehung hochfrequenter Schwingungen (in Klystron/Magnetron: siehe Folie 11) Abstrahlung hochfrequenter Schwingungen im Raum ➤ Bedingung zur Ausbreitung hochfrequenter Wellen im Raum Ausbreitung mit Lichtgeschwindigkeit c in Luft & Vakuum (c=299792 km/s) Für Ausbreitungsgeschwindigkeit gilt: c= λ*f A... Wellenlänge ● Brechungsgesetz gilt z.B. an Prismen Beugung & Interferenz Beugung & Interferenz Sender T Luft leitende Schicht Isolator Doppelspalt (Mikrowellen- sender) α'=α Reflexionsgesetz sin a C₁ sin B₂ Brechungsgesetz Wellen werden gebeugt und können sich überlagern (interferieren) Strahlungstyp Wellenlänge (m) 10 Größenordnung der Wellenlänge Abhängig von jeweiliger Bedingung: wo Verstärkung & Abschwächung auftreten Frequenz (Hz) Radiowellen Mikrowellen 10² 8 Gebäude Menschen Schmetterling Nadel Infra ho f... Frequenz 5. Der erste Mikrowellenherd ● ●. 6. Der Aufbau eines Mikrowellenherdes Tür- 1947: von Percy Spencer -> erfunden: ➤ US-amerikanischer Ingenieur & Erfinder 1894-1970 Ca. 1,70 m hoch - über 300kg schwer Rund 5000 US-Dollar teuer verriegelung Tür Mikrowellen Sicherheitsschalter Garraum Sichtfenster mit Lochblech ● ● ● Einkopplung Reflektor Koppelstift Hohlleiter Magnetron 7. Die Funktionsweise des Mikrowellenherdes Magnetron Erzeuger elektromagnetischer Wellen Sicherheitsschalter Elektronik Kühlgebläse en Preiswerter Generator: Arbeit im Hochfrequenzbereich Energieeffizient (hoher Wirkungsgrad: bis zu 80%,...

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