Przemysław Ciechanowski

OiZ, ZiM, mgr-inż.

Załamanie promieniowania mikrofalowego w pryzmacie E4 A2

Mikrofale:

Mikrofale to fale elektromagnetyczne o małej długości fali zawierającej się w granicach od 1 m do około 1 mm. Jest to rodzaj promieniowania, które rozchodzi się w postaci wzajemnie przenikających się drgań elektrycznych i magnetycznych. Są to najkrótsze fale spośród fal radiowych.

Granice zakresu mikrofal od strony mniejszych długości stanowią fale podczerwone, od strony większych wyznaczają możliwości techniki generacji i przesyłania związane z koniecznością stosowania specjalnych lamp i linii przesyłowych.

Mikrofale ulegają odbiciu od obiektów o dużej gęstości, oraz rozpraszaniu i tłumieniu w atmosferze i innych ośrodkach. Tłumienie jest spowodowane głównie obecnością opadów deszczu czy śniegu. Intensywność tłumienia zależy od długości fali. Efektem charakterystycznym dla mikrofal jest zjawisko echa, które jest wykorzystywane w radarach. W radiokomunikacji zjawisko echa jest dość szkodliwe, ponieważ wielokrotne echa mogą znacznie obniżyć jakość sygnału. Mikrofale używane są także w łączach telefonicznych i telewizyjnych.

Promieniowanie mikrofalowe podlega wszystkim prawom znanym na przykład w promieniowaniu ultrafioletowym, podczerwonym czy innych. W odróżnieniu od innych rodzajów fal elektromagnetycznych promieniowanie mikrofalowe powoduje tylko rotację molekuł w zmiennym polu elektrycznym bez naruszania trwałości wiązań chemicznych w nich istniejących. Energia transportowana poprzez promieniowanie mikrofalowe jest znacznie mniejsza niż energia dysocjacji wiązania chemicznego, nawet tak słabego jak wiązanie wodorowe. Za efekt ogrzewania mikrofalowego odpowiedzialne jest zjawisko polaryzacji dielektrycznej. Wynika ono z polaryzacji cząsteczek związków chemicznych przez pole elektryczne.

Mikrofale oddziałują na organizmy żywe. U ludzi mogą spowodować zwiększenie temperatury organizmu, uczucie zmęczenia, senności lub zdenerwowania, bóle głowy, uczucie apatii, zaburzenia pamięci, zmiany metabolizmu. Za sferę bezpieczną uważa się obszar, w którym średnia gęstość strumienia mocy stacjonarnej mikrofal jest mniejsza niż 0,1 W/m2. Strefa o gęstości przekraczającej 100 W/m2 jest bardzo niebezpieczna i nie wolno w niej przebywać ludziom.

Pryzmat:

To ośrodek (przezroczysty) ograniczony dwiema nierównoległymi płaszczyznami. Prosta, powstała z przecięcia obu płaszczyzn, nazywana jest krawędzią łamiącą, a kąt między tymi płaszczyznami - kątem łamiącym pryzmatu.

Związek między kątem odchylenia δ a kątem łamiącym ϕ:

• Gdy światło biegnie przez pryzmat symetrycznie, wtedy odchylenie promienia przez pryzmat jest minimalne (δ_min). Spełniona jest wtedy zależność:

• Szczególnym rodzajem pryzmatu jest klin - kąt łamiący jest mały. Wtedy:

• Zastosowania pryzmatów:

• odchylanie biegu wiązki (wykorzystanie zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia);

• rozszczepienie światła białego (spektroskopy).

• Zmiana biegu wiązki w pryzmacie:

• Rozszczepienie światła w pryzmacie (dyspersja!):

---