Quando senti il termine “microonde”, qual è la prima cosa che ti viene in mente? Se sei come la maggior parte delle persone, probabilmente stai pensando al forno a microonde nella tua cucina. Ma sapevi che il termine comprende molto di più?
Le microonde si riferiscono a specifici tipi di onde elettromagnetiche e sono caratterizzate da lunghezze d’onda che vanno da 0,04 a 12 pollici, e da brevi frequenze fino a 300 GHz. Le microonde sono più adatte alla trasmissione di segnali che richiedono una grande larghezza di banda.
Si trovano tra le onde radio e gli infrarossi nello spettro elettromagnetico e hanno una vasta gamma di applicazioni pratiche in cucina, nelle comunicazioni e nei radar. Questo articolo esplora 10 usi sorprendenti delle microonde che ti stupiranno!
Anche se datato, mi è piaciuto molto questo video esplicativo:
Contenuti
1. Trasmissione wireless a lunga distanza
La maggior parte dei sistemi di trasmissione wireless sono basati sulla tecnologia a microonde. Sono adatti alla trasmissione di segnali su lunghe distanze, a patto che non ci siano ostacoli o edifici in mezzo che potrebbero attenuare, bloccare, assorbire o riflettere il fascio.
Finché il trasmettitore e il ricevitore sono in linea di vista l’uno con l’altro, le antenne a microonde saranno in grado di comunicare. Per questo motivo, le antenne sono di solito posizionate in alto su alti pali indipendenti.
Uno svantaggio delle microonde, tuttavia, è che i loro pali non possono essere posizionati troppo lontano l’uno dall’altro poiché il terreno terrestre gioca un ruolo importante nell’efficacia della loro trasmissione. La curvatura della terra o la presenza di colline possono ostacolare i raggi.
2. Comunicazione satellitare
Vi siete mai chiesti come fanno gli astronauti nello spazio a comunicare con le loro famiglie a casa mentre passano innumerevoli mesi in orbita intorno alla terra? Lo fanno attraverso le microonde.
I satelliti possono trasmettere segnali alla terra usando le microonde. A differenza di altre onde nello spettro elettromagnetico, possono bypassare l’atmosfera attraverso la ionosfera per trasmettere informazioni.
Esempi di comunicazione satellitare che utilizzano le microonde includono la trasmissione di programmi radio e televisivi, il monitoraggio della terra per informazioni meteorologiche e le telefonate internazionali. Per ridurre il potenziale di diffrazione dell’onda, la lunghezza d’onda delle microonde deve essere inferiore al diametro dell’antenna. L’antenna parabolica deve anche essere fatta di metallo poiché le superfici metalliche aiutano a riflettere anche le microonde.
3. Comunicazione del telefono cellulare
Le microonde sono usate come mezzo per trasmettere informazioni tra dispositivi mobili. Quando si invia un messaggio, una chiamata vocale, un videoclip o una foto, queste informazioni vengono trasformate in segnali che vengono poi inviati attraverso le microonde al ripetitore più vicino. È a questo punto che il segnale viene trasmesso al dispositivo di destinazione previsto.
Questi segnali vengono inviati come piccoli burst continui di informazioni in un tempo molto breve. La parte migliore è che non richiedono alcuna connessione via cavo tra i dispositivi comunicanti per fare questo.
Gli abbonati al cellulare hanno anche accesso a una vasta gamma di canali, il che aumenta la capacità della rete per il numero sempre crescente di abbonati senza correre il rischio di interferenze. Quindi, la prossima volta che ricevete una telefonata sul vostro cellulare ricordate: Le microonde lo hanno reso possibile.
4. Wi-Fi
Ti sei mai chiesto perché il tuo smartphone perde la connettività Wi-Fi ogni volta che usi il microonde? Non è una coincidenza. È perché sono entrambi la stessa cosa. Operano sulle stesse bande di frequenza dello spettro elettromagnetico.
Wi-Fi è l’abbreviazione di wireless fidelity e si riferisce alla capacità delle microonde Wi-Fi di operare a diverse frequenze. Tecnicamente, la parola “microonde” si riferisce a una classe di onde che operano nella gamma di microonde dello spettro elettromagnetico.
Per esempio, i segnali Wi-Fi dei computer portatili sono solitamente trasmessi a 2,4 GHz. Questa frequenza rientra nella gamma delle microonde dello spettro, che è compresa tra 300 MHz e 300 GHz.
5. Global Positioning System (GPS)
È difficile immaginare come l’umanità sia sopravvissuta senza il GPS nell’era prima degli smartphone. Sono finiti i giorni in cui era più facile estrarre i denti che ottenere indicazioni per un posto in cui non si era mai stati prima.
GPS è una tecnologia straordinaria che utilizza satelliti in orbita intorno alla terra per trasmettere segnali a microonde e determinare la posizione precisa di un oggetto in movimento o fermo, oltre a determinarne la velocità.
Il sistema è controllato e gestito dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e ha una vasta gamma di applicazioni sia per il pubblico generale che per i militari. Le informazioni trasmesse tramite segnali a microonde contengono dati sulla portata del satellite e messaggi di navigazione.
6. Radar Radar
Vi siete mai chiesti come funziona la pistola radar della polizia per calcolare la velocità di un veicolo? La risposta è nelle microonde. Il dispositivo invia brevi raffiche di microonde. Quando queste onde in uscita colpiscono il veicolo, vengono riflesse e rilevate dal ricevitore della pistola. Questo è ciò che alla fine calcola la velocità del veicolo in base alla distanza percorsa dalle microonde e al tempo impiegato per ricevere il segnale riflesso.
L’applicazione del sistema Radio Detection and Ranging – radar – non è solo limitata alle pistole di velocità radio. È ampiamente utilizzato per fornire informazioni sull’angolo, la portata o la velocità degli oggetti nell’aria, nel mare o nel terreno. Quindi, può rilevare navi in mare, missili guidati, velivoli aerei, veicoli spaziali, terreno, ecc.
È stato originariamente sviluppato durante la seconda guerra mondiale. Le microonde sono usate nel radar perché possono essere trasmesse come un singolo raggio in una particolare direzione. Gli oggetti vengono rilevati quando il percorso in linea retta del fascio di microonde è ostruito.
7. Forni a microonde
Oh, come l’uomo dell’età della pietra avrebbe amato la comodità che i moderni forni a microonde hanno da offrire. Non è una coincidenza che si chiamino “microonde”, dopotutto, usano la tecnologia delle microonde per riscaldare il cibo.
Questa elettronica è diventata molto popolare negli anni ’70 quando questa scatola apparentemente magica poteva riscaldare il cibo e persino cuocerlo senza alcuna fonte di calore visibile. Era strabiliante. Oggi, tuttavia, le informazioni su come funzionano le microonde sono accessibili a tutti.
Quando si mette il cibo all’interno della camera, le microonde rimbalzano intorno al forno e riscaldano il cibo attraverso la radiazione. I raggi eccitano le molecole all’interno del cibo e lo riscaldano. Poiché le microonde viaggiano in una sola direzione, il piatto di cibo deve essere ruotato perché ogni sua parte venga riscaldata.
8. Bluetooth
Lo sapevi che il Bluetooth e il tuo forno a microonde condividono la stessa gamma di frequenze sullo spettro? Entrambi operano a circa 2,4 e 2,48 GHz. È per questo motivo che il Bluetooth è classificato come microonde.
Utilizza segnali a microonde a corto raggio per collegare due dispositivi, eliminando così la necessità di usare cavi e fili antiestetici. Utilizza una tecnica nota come spread spectrum frequency hopping in cui i segnali cambiano rapidamente portante su molti canali di frequenza diversi.
La sequenza in cui questo avviene è di solito casuale ma nota sia al ricevitore che al trasmettitore. Elimina ogni possibilità di interferenza con qualsiasi altro dispositivo.
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9. Usi medici
Se pensavi che solo i raggi X avessero le loro applicazioni in campo medico, indovina di nuovo. Le microonde sono ora ampiamente utilizzate in numerose applicazioni mediche. Alcune di queste includono:
- Cardiologia
- Oncologia
- Rizotomia
- Trattamenti cosmetici
- Ginecologia
- Trattamenti dentali
- Otolaringologia
- Oftalmologia
Le microonde causano riscaldamento. Questa proprietà è stata sfruttata per creare un’essiccazione termica dielettrica mirata dei tessuti umani. Questo processo è chiamato ablazione a microonde.
Ha introdotto un nuovo modo di combattere il cancro, specialmente per i pazienti che sono candidati poveri alla chirurgia. La parte migliore è che è minimamente invasiva, il che accelera il tempo di recupero in modo significativo. L’ablazione a microonde ha guadagnato popolarità nel trattamento di masse indesiderate come tumori ai polmoni, cancro alla prostata e tumori al fegato.
10. Armi militari
Il Pentagono ha recentemente presentato la sua ultima soluzione alle minacce dei droni: L’arma a microonde ad alta potenza (HPM). La sua modalità di funzionamento è abbastanza semplice.
Quando i droni nemici vengono rilevati, l’HPM sarebbe diretto verso il cielo e diverse esplosioni di radiazioni a microonde rilasciate. Questa azione spazzerebbe essenzialmente il cielo, friggendo tutti i droni sul suo percorso. Questa è una strategia anti-drone più efficace dei jammer, delle pistole o di qualsiasi altra arma cinetica.
Uno dei vantaggi dell’uso delle radiazioni a microonde per eliminare le minacce dei droni è che non dipende dalle condizioni meteorologiche o da qualsiasi altro inibitore della visibilità. Finché l’HPM è acceso, continuerà a inviare raffiche di microonde per neutralizzare qualsiasi drone sul suo cammino.
Le microonde fanno girare il mondo
Quando la tecnologia a microonde fu usata per la prima volta per sviluppare sistemi radar nella seconda guerra mondiale, nessuno avrebbe mai potuto immaginare che avrebbe avuto così tanti usi sorprendenti nell’era postbellica. Oggi le microonde alimentano quasi tutto ciò che ci circonda. Dal facilitare la comunicazione cellulare al fornire una soluzione rapida, facile e conveniente per riscaldare il cibo.
A prescindere dai suoi usi, una cosa è certa: è difficile immaginare la vita senza di esse. Non ci sarebbe modo di comunicare con amici o persone care all’estero o di riscaldare quella fetta di pizza avanzata.
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