Mikrogolf

Mikrogolwe is 'n vorm van elektromagnetiese straling met golflengtes wat wissel van so lank as een meter tot so kort as een millimeter, of anders gestel, met frekwensies tussen 300 MHz (0,3 GHz) en 300 GHz. Hierdie breë definisie sluit beide UHF (Ultra hoë frekwensie) en EHF (millimeter golwe) in, en verskeie bronne gebruik verskillende grense. In alle gevalle, sluit mikrogolf die hele SHF (superhoë frekwensie) band (3-30 GHz, of 10-1 cm) in, met radiofrekwensie (RF)-ingenieurswese wat dikwels die onderste grens op 1 GHz (30 cm) en die boonste op sowat 100 GHz (3 mm) plaas.

Hierdie artikel handel oor die elektromagnetiese golf. Vir die kooktoerusting, sien mikrogolfoond.

Die voorvoegsel "mikro-" in "mikrogolf" is nie bedoel om 'n golflengte in die mikrometerreeks voor te stel nie. Dit dui daarop dat mikrogolwe "klein" is in vergelyking met tipiese radiogolwe, en dat hulle korter golflengtes besit. Die grense tussen die ver infrarooi lig, terahertz-straling, mikrogolwe, en ultra-hoë-frekwensie radiogolwe is redelik arbitrêr en is onder andere gebruik in verskillende studierigtings.

Ligvergelyking
Naam	Golflengte	Frekwensie (Hz)	Fotonenergie (eV)
Gammastraal	Minder as 0,01 nm	Meer as 10 EHz	124 keV – 300+ GeV
X-straal	0,01 nm – 10 nm	30 EHz – 30 PHz	124 eV  – 124 keV
Ultraviolet	10 nm – 380 nm	30 PHz – 790 THz	3,3 eV – 124 eV
Sigbare lig	380 nm–700 nm	790 THz – 430 THz	1,7 eV – 3,3 eV
Infrarooi	700 nm – 1 mm	430 THz – 300 GHz	1,24 meV – 1,7 eV
Mikrogolf	1 mm – 1 meter	300 GHz – 300 MHz	1,24 µeV – 1,24 meV
Radiogolf	1 m – 100 000 km	300 GHz – 3 Hz	12,4 feV – 1,24 meV

Gebruike

Mikrogolftegnologie word wyd gebruik vir punt-tot-punt telekommunikasie (d.w.s. nie-uitsendinggebruike). Mikrogolwe is veral geskik vir hierdie gebruik, aangesien hulle maklik gefokus kan word in nouer bande as radiogolwe, sodat frekwensie hergebruik kan word; hul relatief hoër frekwensie laat breër bandwydte en 'n hoër data-oordragkoers toe. Antennagroottes is kleiner as by laer frekwensies omdat antennagrootte omgekeerd eweredig is aan die oordragfrekwensie. Mikrogolwe word ook gebruik in ruimtetuigkommunikasie, en baie van die wêreld se data-, TV- en telefoonkommunikasie word oor lang afstande deur mikrogolwe gedra tussen grondinstallasies en kommunikasiesatelliete. Mikrogolwe word ook in mikrogolfoonde en in radartegnologie ingespan.

Spektroskopie

Mikrogolfspektrum van CF₃I trifluorojodometaan

Molekules in die gasfase kan vrylik roteer en hierdie bewegings kan met kwantummeganika beskryf word. Hierdie teorie wys dat molekules diskrete rotasietoestande besit waarvan die energie gegee word deur:^[1]

${\displaystyle E_{J}=J(J+1)Bh}$

waar:

${\displaystyle J}$ is die rotasiekwantumnommer ${\displaystyle J=0,1,2,3,...}$

${\displaystyle h}$ is Planck se konstante

${\displaystyle B={\frac {h}{8\pi ^{2}I}}}$

waar:

${\displaystyle I}$ is die traagheidsmoment

Oorgange van een waarde van die kwantumnommer na die ander kan deur absorpsie van 'n foton in die mikrogolfgebied van die elektromagnetiese spektrum geskied. Uit hierdie spektrum kan die moleukle se traagheidsmomente bepaal word. Indien die elemente in die molekule isotope besit is dit soms sigbaar in die spektrum omdat die verskil in massa 'n verskil in traagheidmoment te weeg bring.

Verwysings

1. "Microwave Rotational Spectroscopy". LibreTexts. Besoek op 1 Augustus 2023.

Hierdie artikel is in sy geheel of gedeeltelik vanuit die Engelse Wikipedia vertaal.