How big is Lungimea de undă a microundelor?

Microundele sunt unde radio de la capătul de frecvență înaltă al spectrului radio, cu lungimi de undă de la aproximativ 1 milimetru până la 1 metru. Exploratorul arată o microundă cu lungimea de undă de 1 centimetru. Aceasta este de 10 ori lungimea celei mai scurte microunde și o sutime din lungimea celei mai lungi, spre capătul scurt al benzii.

Lungime de undă

Microundele, ca lumina, sunt unde electromagnetice: unde de energie electrică și magnetică care se deplasează împreună prin spațiu. Lungimea de undă a unei unde este distanța dintre o creastă și următoarea. Frecvența unei unde este numărul de creste care trec printr-un punct în fiecare secundă, măsurat în herți. Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât frecvența este mai mare.

O microundă de 1 centimetru are o frecvență de aproximativ 30 de gigaherți, deci aproximativ 30 de miliarde de creste trec printr-un punct în fiecare secundă. Administrația pentru Securitate și Sănătate în Muncă (OSHA), agenția de securitate a muncii din SUA, definește microundele ca frecvențe de la 300 de megaherți (300 de milioane de creste pe secundă) până la 300 de gigaherți. Aceste frecvențe corespund unor lungimi de undă de la 1 metru până la 1 milimetru.

Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor (UIT), care coordonează folosirea undelor radio în întreaga lume, denumește benzile radio după lungimea undelor lor. Ea numește frecvențele de 3–30 de gigaherți „unde centimetrice”, iar pe cele de 30–300 de gigaherți „unde milimetrice”. La 29,98 gigaherți, o undă de 1 centimetru se află chiar în vârful benzii centimetrice.

Comparații de dimensiune

Două unde de 1 centimetru puse cap la cap ar măsura ceva mai mult decât lățimea unui cent american, care are un diametru de 19 milimetri.
O bilă de sticlă standard, cu diametrul de 1,6 centimetri, are lățimea de aproximativ 1,6 lungimi de undă.
Cuptoarele cu microunde folosesc unde cu lungimea de aproximativ 12 centimetri, adică de 12 ori lungimea undei de 1 centimetru.
Cele mai lungi unde ale luminii vizibile, cele ale luminii roșii, au aproximativ 700 de nanometri lungime. Un nanometru este o miliardime de metru, deci o microundă de 1 centimetru este de aproximativ 14.000 de ori mai lungă.

La ce se folosesc microundele

Un cuptor cu microunde își produce undele cu un tub electronic numit magnetron. Undele se reflectă de pereții metalici ai cuptorului și trec prin sticlă, hârtie și plastic, dar alimentele le absorb. Undele fac moleculele de apă din alimente să vibreze, iar această mișcare produce căldura care gătește alimentele.

Microundele transportă și semnale de telefonie și de televiziune, iar radarul le folosește pentru a detecta mașinile care circulă cu viteză excesivă. Radarul meteorologic Doppler le folosește pentru a urmări furtunile, iar majoritatea sateliților de comunicații le folosesc pentru a trimite semnale spre sol. În comunicațiile spațiale, frecvențele de 27,5–30 de gigaherți, cu unde lungi de 1,0–1,1 centimetri, sunt cunoscute drept banda de 30 de gigaherți.

Microunde din universul timpuriu

În 1965, Arno Penzias și Robert Wilson, de la Bell Telephone Laboratories, măsurau zgomotul radio cu o antenă cornet de 6 metri din Holmdel, în statul american New Jersey. La o lungime de undă de 7,35 centimetri, de aproximativ șapte ori lungimea undei din explorator, au detectat mai mult zgomot decât puteau explica. Zgomotul venea în mod egal din toate direcțiile cerului.

O lucrare însoțitoare, scrisă de fizicieni de la Universitatea Princeton, a oferit o explicație. Zgomotul era fondul cosmic de microunde: lumină care umple întregul univers, eliberată când universul avea aproximativ 380.000 de ani. Penzias și Wilson au primit împreună Premiul Nobel pentru Fizică din 1978 „pentru descoperirea radiației cosmice de fond de microunde”.