מה הגודל של אורך גל של גלי מיקרו?

גלי מיקרו הם גלי רדיו בקצה התדרים הגבוהים של ספקטרום הרדיו, עם אורכי גל שבין כ-1 מילימטר לבין מטר אחד. האתר מציג גל מיקרו באורך גל של סנטימטר אחד. אורך הגל הזה גדול פי 10 מאורך הגל הקצר ביותר של גלי מיקרו, ומאית מאורך הגל הארוך ביותר, ולכן הוא קרוב לקצה הקצר של הטווח.

אורך גל

גלי מיקרו, כמו אור, הם גלים אלקטרומגנטיים: גלים של אנרגיה חשמלית ואנרגיה מגנטית הנעים יחד במרחב. אורך הגל הוא המרחק מפסגה אחת של הגל לפסגה הבאה. תדר הגל הוא מספר הפסגות העוברות בנקודה מסוימת בכל שנייה, והוא נמדד בהרץ. ככל שאורך הגל קצר יותר, התדר גבוה יותר.

לגל מיקרו באורך סנטימטר אחד יש תדר של כ-30 גיגהרץ, כלומר בכל שנייה עוברות בנקודה כ-30 מיליארד פסגות. מינהל הבטיחות והבריאות התעסוקתית של ארצות הברית (OSHA), הסוכנות האמריקאית לבטיחות במקומות עבודה, מגדיר גלי מיקרו כתדרים מ-300 מגהרץ (300 מיליון פסגות בשנייה) עד 300 גיגהרץ. התדרים האלה מתאימים לאורכי גל שבין מטר אחד למילימטר אחד.

איגוד הטלקומוניקציה הבינלאומי (ITU), המתאם את השימוש בגלי רדיו בכל העולם, קורא לטווחי הרדיו בשמות לפי אורך הגלים שלהם. הוא מכנה את התדרים 3–30 גיגהרץ "גלים סנטימטריים" ואת התדרים 30–300 גיגהרץ "גלים מילימטריים". ב-29.98 גיגהרץ גל באורך סנטימטר אחד נמצא בקצה העליון ביותר של הטווח הסנטימטרי.

השוואות גודל

• שני גלים באורך סנטימטר אחד כל אחד, מונחים זה אחר זה, היו משתרעים על פני מעט יותר מרוחבו של מטבע סנט אמריקאי, שרוחבו 19 מילימטרים.
• גולת זכוכית רגילה, ברוחב 1.6 סנטימטרים, רחבה כ-1.6 אורכי גל.
• תנורי מיקרוגל משתמשים בגלים שאורכם כ-12 סנטימטרים, פי 12 מאורכו של גל באורך סנטימטר אחד.
• הגלים הארוכים ביותר של האור הנראה, האור האדום, אורכם כ-700 ננומטרים. ננומטר הוא מיליארדית המטר, ולכן גל מיקרו באורך סנטימטר אחד ארוך בערך פי 14,000 מגל של אור אדום.

למה משמשים גלי מיקרו

תנור מיקרוגל מייצר את הגלים שלו בעזרת שפופרת אלקטרונים הנקראת מגנטרון. הגלים מוחזרים מדפנות המתכת של התנור ועוברים דרך זכוכית, נייר ופלסטיק, אבל המזון בולע אותם. הם גורמים למולקולות המים שבמזון לרטוט, והתנועה הזאת יוצרת את החום שמבשל את המזון.

גלי מיקרו נושאים גם אותות טלפון וטלוויזיה, ומכ"ם משתמש בהם כדי לזהות מכוניות הנוסעות במהירות מופרזת. מכ"ם מזג אוויר מסוג דופלר משתמש בהם כדי לעקוב אחר סופות, ורוב לווייני התקשורת משתמשים בהם כדי לשלוח אותות אל הקרקע. בתקשורת חלל, תדרים של 27.5–30 גיגהרץ, עם גלים שאורכם 1.0–1.1 סנטימטרים, מוכרים בשם "טווח 30 הגיגהרץ".

גלי מיקרו מהיקום הקדום

בשנת 1965 מדדו ארנו פנזיאס ורוברט ווילסון ממעבדות בל רעש רדיו באמצעות אנטנת קרן בגודל של 6 מטרים בהולמדל שבניו ג'רזי. באורך גל של 7.35 סנטימטרים, בערך פי שבעה מאורך הגל שמוצג באתר, הם קלטו יותר רעש ממה שהצליחו להסביר. הרעש הגיע במידה שווה מכל כיוון בשמים.

מאמר מלווה של פיזיקאים באוניברסיטת פרינסטון הציע הסבר. הרעש היה קרינת הרקע הקוסמית של גלי מיקרו: אור ששוחרר כשהיקום היה בן כ-380,000 שנים. האור הזה ממלא את היקום כולו. פנזיאס וווילסון חלקו בפרס נובל לפיזיקה לשנת 1978 "על גילוי קרינת הרקע הקוסמית של גלי מיקרו".

מקורות

• Microwaves. NASA Science, 2023.
• Anatomy of an Electromagnetic Wave. NASA Science, 2023.
• What are the Energy Range Definitions for the Various Types of Electromagnetic Radiation?. NASA High Energy Astrophysics Science Archive Research Center, 2021.
• Visible Light. NASA Science, 2023.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
• Radiofrequency and Microwave Radiation. Occupational Safety and Health Administration.
• Recommendation ITU-R V.431-8: Nomenclature of the frequency and wavelength bands used in telecommunications. International Telecommunication Union, 2015.
• Microwave Oven Radiation. US Food and Drug Administration, 2023.
• Coin Specifications. United States Mint, 2026.
• Tournament Rules. National Marbles Tournament.
• A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s. Penzias and Wilson, The Astrophysical Journal, 1965.
• The Nobel Prize in Physics 1978. Nobel Prize Outreach.