Свч доклад по физике

Обновлено: 02.07.2024

СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ ДИАПАЗОН- частотный диапазон электромагнитного излучения (100ё300 000 млн. герц), расположенный в спектре между ультравысокими телевизионными частотами и частотами дальней инфракрасной области. Этот частотный диапазон соответствует длинам волн от 30 см до 1 мм; поэтому его называют также диапазоном дециметровых и сантиметровых волн. В англоязычных странах он называется микроволновым диапазоном; имеется в виду, что длины волн очень малы по сравнению с длинами волн обычного радиовещания, имеющими порядок нескольких сотен метров.

Так как по длине волны излучение СВЧ-диапазона является промежуточным между световым излучением и обычными радиоволнами, оно обладает некоторыми свойствами и света, и радиоволн. Например, оно, как и свет, распространяется по прямой и перекрывается почти всеми твердыми объектами. Во многом аналогично свету оно фокусируется, распространяется в виде луча и отражается. Многие радиолокационные антенны и другие СВЧ-устройства представляют собой как бы увеличенные варианты оптических элементов типа зеркал и линз.

В то же время СВЧ-излучение сходно с радиоизлучением вещательных диапазонов в том отношении, что оно генерируется аналогичными методами. К СВЧ-излучению применима классическая теория радиоволн, и его можно использовать как средство связи, основываясь на тех же принципах. Но благодаря более высоким частотам оно дает более широкие возможности передачи информации, что позволяет повысить эффективность связи. Например, один СВЧ-луч может нести одновременно несколько сотен телефонных разговоров. Сходство СВЧ-излучения со светом и повышенная плотность переносимой им информации оказались очень полезны для радиолокационной и других областей техники.

ПРИМЕНЕНИЕ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ:

Радиолокация.
Связь.
Спутники связи.
Термообработка пищевых продуктов.
Научные исследования.

ИСТОЧНИКИ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ:

Быстрый прогресс в области СВЧ-техники в значительной мере связан с изобретением специальных электровакуумных приборов – магнетрона и клистрона, способных генерировать большие количества СВЧ-энергии. Генератор на обычном вакуумном триоде, используемый на низких частотах, в СВЧ-диапазоне оказывается весьма неэффективным.

Двумя главными недостатками триода как СВЧ-генератора являются конечное время пролета электрона и межэлектродная емкость. Первый связан с тем, что электрону требуется некоторое (хотя и малое) время, чтобы пролететь между электродами вакуумной лампы. За это время СВЧ-поле успевает изменить свое направление на обратное, так что и электрон вынужден повернуть обратно, не долетев до другого электрода. В результате электроны без всякой пользы колеблются внутри лампы, не отдавая свою энергию в колебательный контур внешней цепи.

В магнетроне, изобретенном в Великобритании перед Второй мировой войной, эти недостатки отсутствуют, поскольку за основу взят совершенно иной подход к генерации СВЧ-излучения – принцип объемного резонатора. Подобно тому как у органной трубы данного размера имеются собственные акустические резонансные частоты, так и у объемного резонатора имеются собственные электромагнитные резонансы. Стенки резонатора действуют как индуктивность, а пространство между ними – как емкость некой резонансной цепи. Таким образом, объемный резонатор подобен параллельному резонансному контуру низкочастотного генератора с отдельными конденсатором и катушкой индуктивности. Размеры объемного резонатора выбираются, конечно, так, чтобы данному сочетанию емкости и индуктивности соответствовала нужная резонансная сверхвысокая частота.

В магнетроне (рис. 1) предусмотрено несколько объемных резонаторов, симметрично расположенных вокруг катода, находящегося в центре. Прибор помещают между полюсами сильного магнита. При этом электроны, испускаемые катодом, под действием магнитного поля вынуждены двигаться по круговым траекториям. Их скорость такова, что они в строго определенное время пересекают на периферии открытые пазы резонаторов. При этом они отдают свою кинетическую энергию, возбуждая колебания в резонаторах. Затем электроны возвращаются на катод, и процесс повторяется. Благодаря такому устройству время пролета и межэлектродные емкости не мешают генерации СВЧ-энергии.

Рис. 1. МАГНЕТРОН (вид с частичным вырезом, показывающим внутреннее устройство). Представляет собой двухэлектродную электронную лампу, которая генерирует СВЧ-излучение за счет движения электронов под действием взаимно перпендикулярных электрического и магнитного полей. Применяется в качестве генераторной лампы радио- и радиолокационных передатчиков СВЧ-диапазона. 1 – катод; 2 – токоподводы нагревателя; 3 – анодный блок; 4 – объемные резонаторы; 5 – выходная петля связи; 6 – коаксиальный кабель.

Магнетроны могут быть сделаны большого размера, и тогда они дают мощные импульсы СВЧ-энергии. Но у магнетрона имеются свои недостатки. Например, резонаторы для очень высоких частот становятся столь малыми, что их трудно изготавливать, а сам такой магнетрон из-за своих малых размеров не может быть достаточно мощным. Кроме того, для магнетрона нужен тяжелый магнит, причем требуемая масса магнита возрастает с увеличением мощности прибора. Поэтому для самолетных бортовых установок мощные магнетроны не подходят.

Первые клистроны были довольно маломощными приборами, но позднее они побили все рекорды магнетронов как СВЧ-генераторов большой мощности. Были созданы клистроны, выдававшие до 10 млн. ватт мощности в импульсе и до 100 тыс. ватт в непрерывном режиме. Система клистронов исследовательского линейного ускорителя частиц выдает 50 млн. ватт СВЧ-мощности в импульсе.

Клистроны могут работать на частотах до 120 млрд. герц; однако при этом их выходная мощность, как правило, не превышает одного ватта. Разрабатываются варианты конструкции клистрона, рассчитанного на большие выходные мощности в миллиметровом диапазоне.

Клистроны могут также служить усилителями СВЧ-сигналов. Для этого нужно входной сигнал подавать на сетки объемного резонатора, и тогда плотность электронных сгустков будет изменяться в соответствии с этим сигналом.

Радиоволны распространяются со скоростью света, тогда как скорость электронов в луче значительно меньше. Однако, поскольку СВЧ-сигнал вынужден идти по спирали, скорость его продвижения вдоль оси трубки близка к скорости электронного луча. Поэтому бегущая волна достаточно долго взаимодействует с электронами и усиливается, поглощая их энергию.

Если на лампу не подается внешний сигнал, то усиливается случайный электрический шум на некоторой резонансной частоте и ЛБВ бегущей волны работает как СВЧ-генератор, а не усилитель.

Выходная мощность ЛБВ значительно меньше, чем у магнетронов и клистронов на той же частоте. Однако ЛБВ допускают настройку в необычайно широком частотном диапазоне и могут служить очень чувствительными малошумящими усилителями. Такое сочетание свойств делает ЛБВ очень ценным прибором СВЧ-техники.

Хотя клистроны и магнетроны более предпочтительны как СВЧ-генераторы, благодаря усовершенствованиям в какой-то мере восстановлена важная роль вакуумных триодов, особенно в качестве усилителей на частотах до 3 млрд. герц.

Трудности, связанные с временем пролета, устранены благодаря очень малым расстояниям между электродами. Нежелательные межэлектродные емкости сведены к минимуму, поскольку электроды сделаны сетчатыми, а все внешние соединения выполняются на больших кольцах, находящихся вне лампы. Как и принято в СВЧ-технике, применен объемный резонатор. Резонатор плотно охватывает лампу, и кольцевые соединители обеспечивают контакт по всей окружности резонатора.

Такой полупроводниковый СВЧ-генератор был предложен в 1963 Дж.Ганном, сотрудником Уотсоновского научно-исследовательского центра корпорации ИБМ. В настоящее время подобные приборы дают мощности лишь порядка милливатт на частотах не более 24 млрд. герц. Но в этих пределах он имеет несомненные преимущества перед маломощными клистронами.

Поскольку диод Ганна представляет собой монокристалл арсенида галлия, он в принципе более стабилен и долговечен, нежели клистрон, в котором должен быть нагреваемый катод для создания потока электронов и необходим высокий вакуум. Кроме того, диод Ганна работает при сравнительно низком напряжении питания, тогда как для питания клистрона нужны громоздкие и дорогостоящие источники питания с напряжением от 1000 до 5000 В.

Инфракра́сное излуче́ние — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм).

Микроволно́вое излуче́ние , Сверхвысокочасто́тное излуче́ние (СВЧ-излучение) — электромагнитное излучение включающее в себя сантиметровый и миллиметровый диапазон радиоволн (от 30 см — частота 1 ГГц до 1 мм — 300 ГГц). Микроволновое излучение большой интенсивности используется для бесконтактного нагрева тел, например, в быту и для термообработки металлов в микроволновых печах, а также для радиолокации. Микроволновое излучение малой интенсивности используется в средствах связи, преимущественно портативных (рации, сотовые телефоны последних поколений, WiFi-устройства).

ИК (инфракрасные) диоды и фотодиоды повсеместно применяются в пультах дистанционного управления, системах автоматики, охранных системах и т. п. Инфракрасные излучатели применяют в промышленности для сушки лакокрасочных поверхностей. Инфракрасный метод сушки имеет существенные преимущества перед традиционным, конвекционным методом. В первую очередь это, безусловно, экономический эффект. Скорость и затрачиваемая энергия при инфракрасной сушке меньше тех же показателей при традиционных методах. Положительным побочным эффектом так же является стерилизация пищевых продуктов, увеличение стойкости к коррозии покрываемых красками поверхностей. Недостатком же является существенно большая неравномерность нагрева, что в ряде технологических процессов совершенно неприемлемо. Особенностью применения ИК-излучения в пищевой промышленности является возможность проникновения электромагнитной волны в такие капиллярно-пористые продукты, как зерно, крупа, мука и т. п. на глубину до 7 мм. Эта величина зависит от характера поверхности, структуры, свойств материала и частотной характеристики излучения. Электромагнитная волна определённого частотного диапазона оказывает не только термическое, но и биологическое воздействие на продукт, способствует ускорению биохимических превращений в биологических полимерах (крахмал, белок, липиды).

Накопленный экспериментальный материал позволяет разделить все эффекты воздействия СВЧ-излучения на живые существа на 2 больших класса: тепловые и нетепловые. Тепловой эффект в биологическом объекте наблюдается при облучении его полем с плотностью потока мощности более 10 мВт/см2, а нагрев тканей при этом превосходит величину 0.1 С, в противном случае наблюдается нетепловой эффект. Если процессы, происходящие при воздействии мощных электромагнитных полей СВЧ, получили теоретическое описание, хорошо согласующееся с экспериментальными данными, то процессы, происходящие при воздействии излучения низкой интенсивности, теоретически слабо изучены. Отсутствуют даже гипотезы о физических механизмах воздействия электромагнитного изучения низкой интенсивности на биологические объекты разного уровня развития, начиная с одноклеточного организма и кончая человеком, хотя и рассматриваются отдельные подходы к решению данной проблемы

СВЧ-излучение может воздействовать на поведение, чувства, мысли человека;
Bоздействует на биотоки, имеющие частоту от 1 до 35 Гц. В итоге возникают нарушения восприятия реальности, подъем и снижение тонуса, усталость, тошнота и головная боль; возможны полная стерилизация инстиктивной сферы, а также повреждения сердца, мозга и ЦНС.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ РАДИОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА (ЭМИ РЧ).

СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия При воздействии излучения 8 и более часов ПДУ - 0,025 мВт на сантиметр квадратный, при воздействии 2 часа, ПДУ - 0,1 мВт на сантиметр квадратный, а при воздействии 10 минут и менее, ПДУ - 1 мВт на сантиметр квадратный.

СВЧ-песь - бытовой электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или быстрого подогрева пищи, а также для размораживания продуктов, происходящие благодаря использованию радиоволн.

История создания

Американский инженер Перси Спенсер заметил способность сверхвысокочастотного излучения к нагреванию продуктов, когда работал в компании Райтеон (англ. Raytheon ), занимающейся изготовлением оборудования для радаров. По легенде, когда он проводил эксперименты с очередным магнетроном, Спенсер заметил, что кусок шоколада в его кармане расплавился. По другой версии, он заметил, что нагрелся бутерброд, положенный на включённый магнетрон.

Патент на микроволновую печь был выдан в 1946 году. Первая микроволновая печь была построена фирмой Райтеон и была предназначена для быстрого промышленного приготовления пищи. Её высота была примерно равна человеческому росту, масса — 340 кг, мощность — 3 кВт, что примерно в два раза больше мощности современной бытовой СВЧ-печи. Стоила эта печь около 3000 $. Она использовалась, в основном, в солдатских столовых и столовых военных госпиталей.

Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 году. Первоначально спрос на новое изделие был невысок.

В СССР микроволновые печи выпускал завод ЗИЛ.

Устройство СВЧ-печи.

Принцип работы

Магнетрон преобразуют электрическую энергию в высокочастотное электрическое поле, заставляющее двигаться молекулы воды, что приводит к разогреванию продукта. Магнетрон, создавая электрическое поле, направляет его по волноводу в рабочую камеру, в которой размещен продукт, содержащий воду (вода является диполем, так как молекула воды состоит из положительных и отрицательных зарядов). Воздействие внешнего электрического поля на продукт приводит к тому, что диполи начинают поляризоваться, т.е. диполи начинают поворачиваться. При повороте диполей возникают силы трения, которые превращаются в тепло. Поскольку поляризация диполей происходит по всему объему продукта, что вызывает его нагрев, этот вид нагрева также называют объемным. СВЧ - нагрев называют еще и микроволновым, имея в виду короткую длину электромагнитных волн.

Характеристики СВЧ-печей

Мощность.

Полезная, или эффективная мощность микроволновой печи, важная собственно для разогрева, приготовления и размораживания - это мощность микроволн и мощность гриля . Как правило, мощность микроволн пропорциональна объему камеры: данной мощности микроволн и гриля должно быть достаточно для того количества продуктов, которое можно поместить в данную микроволновую печь в соответствующих режимах. Условно можно считать, что чем выше мощность микроволн, тем быстрее происходит нагрев и приготовление еды.
Максимальная потребляемая мощность - электрическая мощность, на которую тоже следует обращать внимание, так как расход электричества может быть довольно большим (в особенности у крупногабаритных микроволновых печей с грилем и конвекцией). Знать максимальную потребляемую мощность необходимо не только для оценки количества расходуемой электроэнергии, но и для проверки возможности подключения к имеющимся розеткам (у отдельных микроволновых печей максимальная потребляемая мощность достигает 3100 Вт).

Внутренние покрытия

Стенки рабочей камеры микроволновой печи имеют специальное покрытие. В настоящее время существуют три основных варианта: покрытие из эмали, специальные покрытия и покрытие из нержавеющей стали.

Покрытие из эмали прочное , гладкое и удобное в чистке, встречается у многих микроволновых печей.
Специальные покрытия , разработанные производителями микроволновых печей, представляют собой усовершенствованные покрытия, еще более устойчивые к повреждениям и интенсивному тепловому воздействию и более удобные в чистке, чем обычная эмаль. К числу специальных, или усовершенствованных покрытий, относятся "антибактериальное покрытие" LG и "биокерамическое покрытие" Samsung.
Покрытие из нержавеющей стали - чрезвычайно устойчивое к высоким температурам и повреждениям, особенно надежное и долговечное, и к тому же весьма изысканно смотрится. Покрытие из нержавеющей стали обычно применяется в микроволновых печах с грилем, или с грилем и конвекцией, имеющих много высокотемпературных режимов. Как правило, это печи высокой ценовой категории, с красивым внешним и внутренним дизайном. Однако следует заметить, что поддержание такого покрытия в чистоте требует определенных усилий и использования специальных чистящих средств.

Гриль

ТЭНовый гриль. внешне напоминает черную металлическую трубку с нагревательным элементом внутри, размещенную в верхней части рабочей камеры. Многие микроволновые печи оснащены так называемым "подвижным" нагревательным элементом (ТЭНом), который можно перемещать и устанавливать вертикально или наклонно (под углом), обеспечивая нагрев не сверху, а сбоку.
Подвижный ТЭНовый гриль особенно удобен в эксплуатации и предоставляет дополнительные возможности по приготовлению блюд в режиме гриля (к примеру, в некоторых моделях можно обжаривать курицу в вертикальном положении). Кроме того, внутреннюю камеру микроволновой печи с подвижным ТЭНовым грилем легче и удобнее мыть (как и сам гриль).

Кварцевый Кварцевый гриль расположен в верхней части микроволновой печи, и представляет собой трубчатый кварцевый элемент за металлической решеткой.

В отличие от ТЭНового гриля, кварцевый не занимает места в рабочей камере.

Мощность кварцевого гриля обычно меньше, чем гриля с ТЭНом, микроволновые печи с кварцевым грилем потребляют меньше электричества.

Печи с кварцевым грилем более мягко и равномерно обжаривают, однако гриль с ТЭНом может обеспечивать более интенсивную работу (более "агрессивный" нагрев).

Есть мнение, что кварцевый гриль легче поддерживать в чистоте (он скрыт в верхней части камеры за решеткой и загрязнению поддается сложнее). Однако заметим, что с течением времени брызги жира и т.п. могут все же на него попасть, и его уже не удастся просто вымыть, как ТЭНовый гриль. Ничего особенно страшного в этом нет (брызги жира и остальные загрязнения будут просто выгорать с поверхности кварцевого гриля).

Конвекция

СВЧ-печи с конвекцией снабжены кольцевым нагревательным элементом и встроенным вентилятором (обычно располагается на задней стенке, в отдельных случаях - наверху), который равномерно распределяет нагретый воздух внутри камеры. Благодаря конвекции продукты пропекаются и прожариваются, и в такой печи можно печь пироги, запекать курицу, тушить мясо и т.д.

Микроволно́вое излуче́ние, Сверхвысокочасто́тное излуче́ние (СВЧ-излучение) — электромагнитное излучение, включающее в себя сантиметровый и миллиметровый диапазон радиоволн (от 30 см — частота 1 ГГц до 1 мм — 300 ГГц). Однако границы между инфракрасным, терагерцовым, микроволновым излучением и ультравысокочастотными радиоволнами приблизительны и могут определяться по-разному.

Содержимое работы - 1 файл

Микроволно́вое излуче́ние.docx

Микроволно́вое излуче́ние, Сверхвысокочасто́ тное излуче́ние (СВЧ-излучение) — э лектромагнитное излучение , включающее в себя сантиметровый и миллиметровый диапазон радиоволн (от 30 см — частота 1 ГГц до 1 мм — 300 ГГц). Однако границы между инфракрасным , терагерцовым, микроволновым излучением и ультравысокочастотными радиоволнами приблизительны и могут определяться по-разному.

Микроволновое излучение большой интенсивности используется для бесконтактного нагрева тел (как в бытовых, так и в промышленных микроволновых печах для термообработки металлов), основным элементом в которых служит магнетрон , а также для радиолокации .

Микроволновое излучение малой интенсивности используется в средствах связи , преимущественно портативных — рациях, сотовых телефонах (кроме первых поколений), устройствах Bluetooth , WiFi и WiMAX .

В советские времена ходили ужасные легенды о разных болезнях у служивших военных в радиолокаторных войсках, истории о том что если
подвесить кошку на локатор, за несколько минут облучения она становиться лысой, и это не истории, это правда.

Но теперь с веком технологического прогресса такой излучатель у половины есть дома,только он называется микроволновая печь.

Волны СВЧ (сверхвысокочастотные)занимают промежуточное положение между радиоволнами и инфракрасным излучением

и вырабатывает их страшная штука с названием " Магнетрон". Он есть не только в каждой микроволновой печи, а и в радарах систем ПВО.

Магнетрон в микроволновой печи является самой важной составляющей частью.
Именно он является источником СВЧ-нагрева в микроволновой печи.

Каждая молекулы пищи - особенно молекулы воды – имеют положительно и отрицательно заряженные частицы,
на подобие южного и северного полюсов , то есть крохотный магнитик, в котором есть северный и южный
полюса. Микроволны заставляют этот магнитик раскачиваться то вправо, то влево (благодаря все тому же
правилу буравчика), и энергия превращается в движение, а движение в тепло. Качающаяся туда-сюда молекула воды
толкает окружающие молекулы, заставляет их двигаться, и тепло распределяется по всему нагреваемому объекту.

Электроны, находящиеся в магнетроне, заряжаются от электромагнитных полей таким
образом, чтобы производить микроволновое излучение, равное 2450 Мегагерц (МГц) или 2,45 Гигагерц (ГГц).

Это микроволновое излучение и взаимодействует с молекулами пищи.

создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду. Это трение наносит значительный ущерб молекулам пищи,

разрывая или деформируя их.

В научном мире этот процесс называется структурной изомерией.

Проще говоря, микроволновая печь вызывает распад и изменения молекулярной структуры продуктов питания в процессе излучения

«С медицинской точки зрения, считается, что введение в человеческий организм молекул подвергшихся воздействию
микроволн, имеет гораздо больше шансов причинить вред, чем пользу. Пища из микроволновой печи содержит микроволновую

Искусственно созданные в микроволновой печи СВЧ волны, на основе переменного тока, производят около миллиарда
изменений полярности в каждой молекуле за секунду. Деформация молекул в этом случае неизбежна.

Было отмечено,что аминокислоты, содержащиеся в пище подвергаются изомерным изменениям, а также преобразуются в
токсичные формы, под воздействием микроволн, производимых в микроволновой печи. Проведённое краткосрочное исследование вызвало
значительное беспокойство изменением состава крови людей, употреблявших разогретые в микроволновой печи молоко и овощи.

Все продукты, которые были обработаны в микроволновых печах, вели к изменениям в крови добровольцев. Уровень
гемоглобина снизился, а уровень холестерина повысился.

приготовленная в микроволновой печи, может создавать угрозу для здоровья, по сравнению с пищей
приготовленной традиционными способами. потребление продуктов питания, приготовленных в микроволновых печах, несёт злокачественное воздействие на кровь.

Значительные изменения были обнаружены в крови в интервалах приёма пищи, подвергшейся воздействию микроволновой печи.
Эти изменения включали сокращение гемоглобина и изменение состава (плохой холестерин). Увеличивалось кол-во Лимфоцитов (белые кровяные
клетки). Все эти показатели свидетельствуют о дегенерации. Кроме того, часть СВЧ-энергии, остаётся в пище, употребляя которую человек
подвергается воздействию СВЧ излучения.

Излучение приводит к разрушению и деформации молекул пищи. Микроволновая печь создает новые соединения, не
существующие в природе, называемые радиолитическими. Радиолитические соединений создают

молекулярную гниль - как прямое следствие радиации.

В результате этих исследований в СССР использование микроволновых печей было запрещено в 1976 году.

Знаете ли вы …

что в микроволновой печи можно разогревать любое молоко без всякого ущерба для его питательных свойств? Единственное исключение - свежесцеженное грудное молоко: под воздействием микроволн оно утрачивает содержащиеся в нем компоненты, жизненно необходимые младенцу.

что иногда вращение стола лучше отменить. Это позволит готовить большие по объему блюда (лосось, индейку и т. д.), которым просто не повернуться в полости, не задев ее стенок. Воспользуйтесь функцией отмена вращения, если она имеется в вашей микроволновке.

Опасны ли микроволны?

С микроволновыми печами связан ряд заблуждений, которые объясняются непониманием характера этого вида электромагнитных волн и механизма микроволнового нагрева. Надеемся, что наш рассказ поможет преодолеть такие предубеждения.

Микроволны радиоактивны или делают продукты радиоактивными. Это неверно: микроволны относятся к категории неионизирующих излучений. Они не оказывают никакого радиоактивного воздействия на вещества, биологические ткани и продукты питания.

Микроволны изменяют молекулярную структуру продуктов питания или делают продукты канцерогенными.

Это тоже неверно. Принцип действия микроволн иной, чем у рентгеновских лучей или у ионизирующих излучений, и сделать продукты канцерогенными они не могут. Напротив, поскольку приготовление пищи при помощи микроволн требует очень небольшого количества жиров, готовое блюдо содержит меньше перегоревшего жира с измененной при тепловой обработке молекулярной структурой. Поэтому приготовление пищи с помощью микроволн полезнее для здоровья и не представляет для человека никакой опасности.

Микроволновые печи испускают опасное излучение.

Это не соответствует действительности. Хотя непосредственное воздействие микроволн может вызвать тепловое поражение тканей, риск при пользовании исправной микроволновой печью полностью отсутствует. Конструкцией печи предусмотрены жесткие меры для предотвращения выхода излучения наружу: имеются продублированные устройства блокировки источника микроволн при открывании дверцы печи, а сама дверца исключает выход микроволн за пределы полости. Ни корпус, ни любая иная часть печи, ни помещенные в печь продукты питания не накапливают электромагнитное излучение микроволнового диапазона. Как только печь выключается, излучение микроволн прекращается.

Тем, кто опасается даже близко подходить к микроволновой печи, нужно знать, что микроволны очень быстро затухают в атмосфере. Для иллюстрации приведем такой пример: допустимая западными стандартами мощность СВЧ-излучения на расстоянии 5 см от новой, только что купленной печи составляет 5 милливатт на квадратный сантиметр. Уже на расстоянии полуметра от микроволновки излучение становится в 100 раз слабее (см. рис. 5).

Как следствие столь сильного затухания, вклад микроволн в общий фон окружающего нас электромагнитного излучения не выше, чем, скажем, от телевизора, перед которым мы готовы сидеть часами без всякого опасения, или мобильного телефона, который мы так часто держим у виска. Просто не стоит опираться локтем на работающую микроволновую печь или прислоняться лицом к дверце, пытаясь разглядеть, что происходит в полости. Достаточно отойти от печи на расстояние вытянутой руки, и можно чувствовать себя в полной безопасности.

Изобретение микроволновой печи - это изобретение совершенно нового способа приготовления пищи.

В 30-х годах 20-го века одновременно в разных странах велись работы над получением мощных радиоволн сверхвысокочастотного диапазона. Эти радиоволны прежде всего научились использовать в радиолокаторах. Совершенно случайно в 1932 году сотрудники одной из лаборатории в США поджарили без огня две сосиски, поместив их около мощного генератора СВЧ.

В 1945 году американский инженер Спенсер экспериментировал с магнетроном - радиолампой, генерирующей радиоволны в СВЧ-диапазоне. Спенсер взял несколько зёрен кукурузы и поместил их возле магнетрона, через несколько минут из зёрен получился попкорн. То же самое он проделал с сырым яйцом.

Сырое яйцо, оставшееся снаружи холодным, в середине почти мгновенно вскипело под действием электромагнитных волн.

В октябре 1945 года фирма, в которой работал Спенсер, получила патент на микроволновую печь и начала выпускать устройства под названием "радарная печь" — большие шкафы, набитые радиолампами, трансформаторами и охлаждающими вентиляторами. Пространство, куда следовало помещать пищу, было не больше обычной кухонной духовки. Использовали эти микроволновые печи для разморозки стратегических запасов продуктов.

В 1952 году японцы купили патент и наладили производство микроволновых печей для дома.

А ещё через пятнадцать лет в магазинах появились наши отечественные микроволновые печи.

Откуда берутся микроволны ?

В бытовых микроволновых печах используются микроволны, частота которых составляет 2450 МГц. Такая частота установлена для микроволновых печей специальными международными соглашениями, чтобы не создавать помех работе радаров и иных устройств, использующих микроволны.

Источником излучения является высоковольтный вакуумный прибор — магнетрон. На нить накала магнетрона необходимо подавать высокое напряжение - около 3–4 кВ. Сетевого напряжения питания (220 В) магнетрону недостаточно, и питается он через специальный высоковольтный трансформатор .

Мощность магнетрона составляет примерно 700–850 Вт. Для охлаждения магнетрона рядом с ним имеется вентилятор, непрерывно обдувающий его воздухом. Вентилятор обеспечивает принудительную конвекцию воздуха в полости печи с одновременным его подогревом, что способствует равномерному пропеканию продуктов.

Микроволны с магнетрона поступают в печь по волноводу — каналу с металлическими стенками, отражающими СВЧ-излучение.

Между пластинами обязательно есть сетка из перфорированного металлического листа. Металл отражает микроволны назад, в полость печи, а маленькие отверстия перфорации (менее 3мм) не пропускают СВЧ-излучение. По периметру дверцы вмонтирован уплотнитель из диэлектрического материала.

Для микроволнового приготовления пищи совершенно непригодна металлическая посуда. Микроволны не проникают сквозь металл, они отражаются от него. Это может вызвать электрический разряд (дугу) и нанести вред печи. Кроме того, отражённые микроволны могут проходить через стекло дверцы, что небезопасно для здоровья.

Как микроволны нагревают пищу ?

Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом — отрицательный. Таких молекул в пище много — это молекулы жиров, сахаров и воды. В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, "плюсом" в одну сторону, "минусом" в другую. Стоит полю поменять направление на противоположное, как молекулы тут же переворачиваются на 180°. Поле волны, в котором находятся эти молекулы, меняет полярность 4 900 000 000 раз в секунду!

Под действием микроволнового излучения молекулы поворачиваются с бешеной частотой и трутся одна о другую. Выделяющееся при этом тепло и служит причиной разогрева пищи. Нагрев продуктов происходит за счёт прогрева микроволнами поверхностного слоя и дальнейшего проникновения тепла в глубину пищи за счёт теплопроводности.

Закипание воды в микроволновке происходит не так, как в чайнике, где тепло подводится к воде только снизу. Микроволновый нагрев идет со всех сторон. В микроволновке вода дойдёт до температуры кипения, но пузырьков не будет. Зато когда вы достанете стакан из печи, всколыхнув его при этом, — вода в стакане запоздало забурлит, и кипяток может ошпарить вам руки.

Если вы хотите довести воду в стакане или ином высоком узком сосуде до кипения, не забудьте опустить в него чайную ложечку перед тем, как поставить стакан в печь.

Как нельзя поступать ?

Нельзя включать пустую печь , без единого предмета, который поглощал бы микроволны. Не встречая на своём пути никаких препятствий, микроволны будут многократно отражаться от внутренних стенок полости печи, а сконцентрированная энергия излучения может вывести печь из строя. В качестве минимальной загрузки необходимо ставить в неё хотя бы стакан воды.

Опасны ли микроволны ?

Микроволны не оказывают никакого радиоактивного воздействия на биологические ткани и продукт питания.

Приготовление пищи при помощи микроволн требует очень небольшого количества жиров, поэтому приготовленная с помощью микроволн пища полезнее для здоровья и не представляет для человека никакой опасности.

Конструкцией печи предусмотрены жёсткие меры для предотвращения выхода излучения наружу. Хотя непосредственное воздействие микроволн может вызвать ожог, риск при правильном использовании исправной микроволновки полностью отсутствует.

Микроволны очень быстро затухают в атмосфере. И уже на расстоянии полуметра от микроволновки излучение становится в 100 раз слабее. Достаточно отойти от печи на расстояние вытянутой руки, и можно чувствовать себя в полной безопасности.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

“ Табулгинская средняя общеобразовательная школа

имени П. Д. Слюсарева”

Чистоозерного района Новосибирской области

Вред и польза микроволновой печи

учащаяся 10 класса

Нецветаева Ирина Руководитель:

Жарикова Светлана Семёновна

Актуальность исследования…………………………………………………. 2 стр.

ГЛАВА I .ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 История создания микроволновых печей………………………. 4 стр.

1.2 Принцип работы микроволновой печи………………………………5 стр.

1.3 Влияние излучения микроволновой печи ……………………………7стр.

1.4 Канцерогены из микроволновки …….………………………………. 7стр.

1.5 Плюсы и минусы микроволновой печи ……………………………. 10стр.

1.6 Посуда для микроволновки ……………………………………. 11стр.

ГЛАВА II .МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.2 Исследование№1 “Оценка герметичности микроволновой печи .. 12стр.

2.3 Исследование№2 “Проверка микроволновки на излучение” ……13стр.

2.4 Исследование№3 “Подборка посуды для микроволновой печи”…14стр.

2.5 Исследование№4 “ Сравнение качества размораживания

2.6 Исследование№5 “ Сравнение качества разогревания ранее

2.7 Исследование№6 “ Оценка качества воды из СВЧ” ………………15стр.

2.8 Рекомендации пользователям СВЧ-печи …………………………. 16стр.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ……. 18 стр.

Как много новых технологий,
К нам с новым веком в дом пришло.
Забудем, как в печи готовили похлебку,
И вкусные пекли мы калачи.
В мире микроволн мы живем сегодня
Опасно ль это для здоровья и души?

Актуальность исследования. Мы живем в век высоких технологий. В наши дни микроволновую печь можно встретить практически на каждой кухне. Но те, кто только собирается покупать печь, задаются вопросом, действительно ли печь приносит вред, стоит ли ее покупать. Ведь в своем доме каждый человек должен быть уверен, что ничто не угрожает его здоровью. У многих в доме, в том есть микроволновая печь.

Ежедневно, чтобы разогреть себе пищу многие из нас пользуются микроволновой печью, т.к. такая печь уже давно стала привычным предметом на нашей кухне. Микроволновая печь - это бытовой электроприбор, который предназначен для быстрого приготовления или быстрого подогрева пищи. Компактность, практичность и простота в применении – все это поспособствовало тому, что микроволновая печь стала привычным кухонным предметом наряду с холодильником или духовкой.

Кроме того, к ней уже настолько сильно привыкли, что в случае ее отсутствия, возникает вопрос о том, как именно разморозить продукты или приготовить блюдо без использования масла. И это, не говоря уже о том, чтобы просто разогреть еду. Однако есть мнение, что данный кухонный предмет не приносит пользы организму. Существует ли вред микроволновой печи? Миф это или реальность? [6]. Исходя из данной информации, возникло желание провести исследование по теме “Вред и польза микроволновой печи”

Цель проекта: изучить и исследовать влияния микроволновой печи на качество приготовления пищи и организм человека.

Исходя из цели поставлены следующие задачи проекта:
1. Изучить литературу об истории создания микроволновой печи.
2. Собрать и проанализировать имеющуюся информацию по теме исследования..
3. Провести исследования в домашних условиях по выяснению влияния микроволн на качество приготовленных продуктов.

4. Предложить рекомендации пользователям СВЧ-печи.

Гипотеза: микроволновая печь способна изменять физические свойства продуктов, а значит влиять на организм человека.

Объект исследования: микроволновая (СВЧ) печь.

Предмет исследования: вред и польза микроволновой печи

Методы исследования: эксперимент;наблюдение; сравнение

Новизна: на сегодняшний день существуют работы, посвященные данной теме. Однако решила изучить эту тему на собственном исследовании, и в этом заключается новизна исследования.

Практическая значимость: работа может быть полезной всем пользователям микроволновой печи. Они должны знать преимущества и недостатки использования современной техники

ГЛАВА I . ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 История создания микроволновых печей

Разные источники по-разному описывают события, случившиеся в тот день в лаборатории. По одной версии, Спенсер положил на устройство свой бутерброд, а сняв его через несколько минут, обнаружил, что бутерброд прогрелся до середины. По другой версии, разогрелся и растаял шоколад, который был у Спенсера в кармане, когда он работал возле своей установки, и, осененный счастливой догадкой, изобретатель кинулся в буфет за сырыми кукурузными зернами. Поднесенный к установке попкорн вскоре с треском начал лопаться.

В СССР производить первые микроволновые печи начал завод ЗИЛ. Опыт применения миллионов микроволновых печей во многих странах в течение последних десятилетий доказал неоспоримые удобства этого способа приготовления пищи — быстроту, экономичность, простоту пользования. Сам механизм приготовления пищи с помощью микроволн, предопределяет сохранение молекулярной структуры, а значит, и вкусовых качеств продуктов.

1.2 Принцип работы микроволновой печи

Работа устройства основывается на действии достаточно мощного магнетрона. Он предоставляет возможность для преобразования обычной электроэнергии в электрическое поле большой мощности. Для него будет характерна сверхвысокая частотность, равная 2450 МГц. Именно за счет этого продукт нагревается достаточно быстро. Во время отражения от внутреннего покрытия корпуса, сделанного из металла, излучаемые волны равномерно начинают воздействовать на пищу. Скорость их при этом может быть сравнима со скоростью света. Периодичность заряда в такой ситуации изменяется непосредственно магнетроном. Это обязательное условие для контакта микрочастиц с молекулами воды, которые находятся в пище.

Сталкиваясь с данными молекулами, микроволны начинают их вращать с достаточно большой частотой. Примерно миллион раз в секунду. При этом формируется молекулярное трение. Одновременно причиняется огромный ущерб молекулам продукта. Они деформируются и разрываются. Другими словами, сверхвысокочастотные (СВЧ) волны преобразуют структуру пищи на молекулярном уровне. И именно поэтому многие обсуждают вред микроволновой печи для здоровья человека, которое и так ослаблено по причине влияния негативных внешних факторов.

В состав продуктов питания входят многие вещества: минеральные соли, жиры, сахар, вода. Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом — отрицательный (рис.1)

На сегодня производят модели с мощностью от 500 до 1500 Вт. Микроволновки с высокой мощностью обеспечат быстрейший разогрев или приготовление еды. Есть печи со специальным механизмом, при помощи которого можно регулировать мощность микроволновки. По типу управления микроволновки могут быть механические или электронные.

1.3 Влияние излучения микроволновой печи
1.Ускоряют структурный распад продуктов.
2. В молоке и зерновых культурах создают канцерогенные вещества.
3. Изменяют элементарный состав продуктов питания, вызывая расстройства пищеварения.
4.Изменяют химию пищи, что может привести к сбоям лимфатической системы и разрушению способности организма защищать себя от злокачественных опухолей.
5.Приводят к росту процента раковых клеток в крови.
6.Приводят к злокачественным опухолям желудка и кишечника, общей дегенерации периферической клетчатки, а также постепенному разрушению пищеварительной и выводящих систем у статистически высокого процента людей.
7.Снижает способность тела усваивать витамины B-комплекса, витамин С, витамин Е, необходимые минералы и липотропики (вещества, способствующие ускорению распада жиров в организме).
8.Микроволновое поле рядом с печью также вызывает проблемы с здоровьем.

9.Нагревание приготовленного мяса в микроволновке вызывает появление d нитрозодиэтаноламина (широко известный канцероагент), дестабилизацию биомолекулярных соединений активного протеина, создание канцероагентов в соединениях гидролизата белка в молоке и зерновых культурах.
10.Микроволновое излучение также вызывает изменение (распад) в катаболическом поведении глюкозид- и галактозид- элементов в замороженных фруктах, если размораживать продукты в микроволновой печи.
11.Вызывают изменение поведения катаболических растительных алкалоидов в сырых, приготовленных или замороженных овощах.

12.Вызывающие рак свободные радикалы формировались в определённых молекулярных структурах микроэлементов в веществах растительного происхождения, в особенности в сырых корнеплодах.
13.Те, кто принимал подвергшуюся обработке микроволновым излучением пищу, показали более высокий статистический уровень желудочно-кишечных раковых заболеваний, а также общую дегенерацию периферической клетчатки с постепенным разрушением функций пищеварительной и выделительной системы.
Рост широкого дефицита питательных веществ в западном мире почти идеально коррелирует с появлением микроволновых печей. Это не случайно. Микроволновые печи разогревают пищу путём создания процесса молекулярного трения, но именно это самое трение быстро уничтожает хрупкие молекулы витаминов и фитонутриентов (растительных лекарственных средств), естественным образом содержащихся в пище. Одно исследование показывает, что нагревание микроволнами уничтожает до 97 процентов питательной ценности (витамины и другие растительные питательные вещества, которые предотвращают болезни.

С медицинской точки зрения, считается, что введение в человеческий организм молекул подвергшихся воздействию микроволн, имеет гораздо больше шансов причинить вред, чем пользу. Пища из микроволновой печи содержит микроволновую энергию в молекулах, которая не присутствует в пищевых, приготовленных традиционным путём. Искусственно созданные в микроволновой печи СВЧ волны, на основе переменного тока, производят около миллиарда изменений полярности в каждой молекуле за секунду. Деформация молекул в этом случае неизбежна. Было отмечено, что аминокислоты, содержащиеся в пище, подвергаются изомерным изменениям, а также преобразуются в токсичные формы, под воздействием микроволн, производимых в микроволновой печи

Опасным излучение следует считать еще и потому, что мощные волны способны воздействовать на человека, который находится рядом с работающим прибором. Опасность возрастает в том случае, если имеется неисправность в работе устройства либо поврежден корпус. Естественно, разработчики говорят, что микроволновки абсолютно безвредны. От СВЧ-лучей, по их словам, защищает герметичный корпус с дверцей, которая оснащается специальной сеткой.

Российскими учеными после проведения нескольких исследований был подтвержден вред микроволновой печи для здоровья человека. Он может быть нанесен по причине длительного нахождения рядом с работающим устройством. Среди вероятных проблем выделяются:

Деформация состава крови и лимфы.

Нарушения, возникающие в нервных импульсах в коре головного мозга.

Нарушения, затрагивающие внутренний потенциал клеточных мембран.

Разрушение нервных окончаний, а также нарушение работы нервной системы в целом.

Риск появления злокачественных опухолей.

1.4 Канцерогены из микроволновки

Что еще можно сказать про вред микроволновой печи для здоровья? Практически все продукты, которые были подвергнуты излучению СВЧ-лучей, имели в своем составе канцерогены. Была снижена питательная ценность еды примерно на 60 %. К чему способно привести употребление облученного продукта?

Могут возникнуть расстройства пищеварительной системы, а также нарушения метаболических процессов.

Может быть ослаблена иммунная система. Это происходит за счет изменений в лимфатических железах и в сыворотке крови.

Образуются свободные радикалы, которые провоцируют развитие раковых клеток и нарушают функции организма.

Можно ли уменьшить вред микроволновой печи для здоровья? Вне зависимости от большого количества доводов со стороны ученых и противников данного устройства, многие люди все еще используют это изобретение. Они доверяют ему не только процесс приготовления еды, но и свое здоровье. Доказывать, что это вредно, бесполезно. И если вы решили использовать микроволновку и дальше, то стоит прислушаться к некоторым рекомендациям.

1.5 Плюсы и минусы микроволновой печи

Плюсы микроволновых печей:

Во многих семьях используют микроволновую печь, так как она имеет неоспоримые преимущества по сравнению с газовой или электрической плитой:

1. С ее помощью можно не только приготовить или разогреть пищу, в ней могут иметься также функции гриль, разморозка, выпечка и др.;

2 .Быстрота разогрева , размораживания, приготовления пищи, и как следствие, экономия времени;

3 .Современная печь гораздо меньше по размерам, чем газовая.

4 .Простота в использовании.

5 .Внешняя безопасность при использовании детьми, в отличие от открытого огня.

Минусы микроволновых печей :

Во-первых, это сами электромагнитные излучения. Электромагнитные излучения нельзя увидеть, услышать или явственно почувствовать. Но оно существует и действует на организм человека. Точно механизм воздействия электромагнитного изучения еще не изучен. Влияние этого излучения проявляется не сразу, а по мере накопления, поэтому бывает сложно отнести то или иное заболевание, внезапно возникшее у человека, на счет приборов, с которыми он контактировал.

Во-вторых, СВЧ излучения приводят к ослаблению клеток нашего организма. В генной инженерии существует такой способ: чтобы проникнуть в клетку, ее слегка облучают электромагнитными волнами и этим ослабляют клеточные мембраны. Так как клетки практически сломаны, то клеточные мембраны не могут предохранить клетку от проникновения вирусов, грибков и других микроорганизмов, также подавляется естественный механизм самовосстановления.

В-третьих, это влияние СВЧ излучения на пищу. Молекулярное трение наносит значительный ущерб молекулам пищи, разрывая или деформируя их. Проще говоря, микроволновая печь вызывает распад и изменения молекулярной структуры продуктов питания в процессе излучения, что приводит к изменению их вкусовых качеств и вредит здоровью человека.

В-четвертых, м икроволновая печь создает новые соединения, не существующие в природе, называемые радиолитическими. Радиолитические соединения создают молекулярную гниль – как прямое следствие радиации [ 4 ].

1.6 Посуда для микроволновки

Разные материалы по-разному ведут себя по отношению к микроволнам, и для СВЧ-печи годится не всякая посуда. Металл отражает микроволновое излучение, поэтому внутренние стенки полости печи делают из металла, чтобы он отражал волны к пище. Соответственно, металлическая посуда для микроволновок не годится. Исключением является низкая открытая металлическая посуда (например, алюминиевые лотки для продуктов). Микроволны будут отражаться от алюминиевой фольги и не смогут проникать внутрь. Но эти свойства можно обратить в пользу, если накрыть алюминиевой фольгой те места продуктов, которые могут легко подгореть (например, крылышки или ножки птицы, голову или хвост рыбы) во время процесса размораживания.

Металлическая посуда совершенно не пригодна для приготовления продуктов в печи. Это касается кастрюль, сковород из стали, чугуна, эмалированных, посуды из алюминия и меди. В последнее время многие производители снабжают посуду маркировкой, указывающей на допустимость применения в микроволновой печи (рис.2). Прежде чем пользоваться посудой, обратите внимание на ее маркировку.

Рис.2 Маркировка посуды для микроволновых печей

ГЛАВА II . МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Анкетирование

2.2 Исследование №1. Оценка герметичности микроволновой печи

Методика исследования. Электромагнитные микроволны приносят, по мнению ученых, большой вред здоровью человека. Каждый человек должны быть уверен в герметичности микроволновой печи.

Собственные исследования. По моей просьбе и по предложенной инструкции одноклассники проверили герметичность микроволновой печи у себя дома. Было проверено десять микроволновых печей, разных марок и разного года производства. Исследование показало, что хорошей герметичностью обладают микроволновые печи LG (2005г.); SAMSUNG (2017г.); VITEK (2016г.). В таблице 1 представлены данные по исследованию.

Читайте также: