הגל של המיקרו

מכשיר המיקרוגל הביתי המוּכּר לנו הומצא במקרה, בזכות שוקולד שהתחמם בכיסוֹ של מהנדס אמריקני שעבד על מִתקן מכּ"ם. איך קרינת מיקרוגל עובדת? והאם היא מסוכנת?

גלֵי מיקרוֹ הם גלים אֵלֶקטרוֹמַגנֵטיים המשמשים לתקשורת, לאיתור עצמים כגון מְטוסים, למחקר באַסטרוֹנומיה ובפיזיקה, וכמובן לחימום מהיר של מזון. צילום: alexunderwood910.
גלֵי מיקרוֹ הם גלים אֵלֶקטרוֹמַגנֵטיים המשמשים לתקשורת, לאיתור עצמים כגון מְטוסים, למחקר באַסטרוֹנומיה ובפיזיקה, וכמובן לחימום מהיר של מזון. צילום: alexunderwood910.

כתב: צבי עצמון, גליליאו צעיר

גלֵי מיקרוֹ הם גלים אֵלֶקטרוֹמַגנֵטיים המשמשים לתקשורת, לאיתור עצמים כגון מְטוסים, למחקר באַסטרוֹנומיה ובפיזיקה, וכמובן לחימום מהיר של מזון.

גלים אלקטרומגנטיים הם שינויים מחזוריים המתפשטים בחלל ממקור הגל (למשל ממנורה או מאנטנה של משדֵר רדיו). השינוי המתפשט הוא שינוי בעצמת השדה החשמלי ובעצמת השדה המַגנֵטי של החלל.

החלל יכול להיות החלל הרֵיק, כמו גלים אלקטרומגנטיים המַגיעים מהשמש לכדור הארץ דרך החלל הריק, או חלל אשר יש בו חומר שמעביר את הגלים. בחלל הריק כל סוגי הקרינה האלקטרומגנטית מתקדמים באותה מהירות – מהירות האור. לפיכך בחלל הרֵיק סוגי הקרינה האלקטרומגנטית השונים נבדלים לא במהירותם אלא באורך הגל שלהם.

התחום של גלי מיקרו (מיקרו־גלים) הוא בערך בין אורך גל של מילימטר אחד למטר אחד. בקרינה אלקטרומגנטית, ככל שהגל ארוך יותר, כן התדירות נמוכה יותר. תחום המיקרוגלים משתרע בין 300 מֵגָה־הֵרץ  ל־300 ג'יגה־הרץ.

תרשים של הספקטרום האלקטרומגנטי. התחום של גלי מיקרו (מיקרו־גלים) הוא בערך בין אורך גל של מילימטר אחד למטר אחד.מקור: United States Dept. of Labor - OSHA - Safety and Health Topics.
תרשים של הספקטרום האלקטרומגנטי. התחום של גלי מיקרו (מיקרו־גלים) הוא בערך בין אורך גל של מילימטר אחד למטר אחד.מקור: United States Dept. of Labor – OSHA – Safety and Health Topics.

גלים ארוכים ממטר אחד הם גלי רדיו, וגלים קצרים ממילימטר אחד הם גלי תת־אדום (אינפרה־אדום). גלים קצרים מגלי תת־אדום הם גלים אלקטרומגנטיים שעינינו רגישות להם – אלה הם גלי האור הנראֶה.

את גלי המיקרו איננו יכולים לראות – הם ארוכים הרבה יותר מאלה שעינינו רגישות אליהם. לצרכים שונים גבולות המיקרו־גלים מוגדרים קצת אחרת, אך בכל מקרה תחום גלי המיקרו ממוקם בין תחום האינפרה־אדום לתחום גלי הרדיו.

תקשורת ומכ"ם

מכּ"ם (ראשי תיבות: מגלה כיוון ומרחק; באנגלית – רָדָר) הוא מִתקן שמשדר גלים אלקטרומגנטיים אשר פוגעים בעצמים (מטוסים, טילים, חלליות, אניות, מכוניות, עננים, להקות של ציפורים בתעופה). מעטים מהגלים הפוגעים בָּעצם מוחזרים למכשיר ומשמשים לזיהוי מקום העצם, מהירותו וגודלו. מתקני מכ"ם פועלים בתחום גלי הרדיו וגם בתחום גלי המיקרו.

מכ"ם. מקור: Wikimedia.
מכ"ם. מקור: Wikimedia.

בגלי מיקרו נעשה שימוש רב בתחום התקשורת. למשל בטלפונים אלחוטיים – תקשורת בין בסיס הטלפון לשפופרת; בכמה מרשתות הטלפונים הסֵלולָריים; ברשתות ויי-פיי בתחומי הטלוויזיה והאינטרנט; בתקשורת עם חלליות ולווייני תקשורת. גם כמה מרשתות הניווט העולמיות (כמו ג'י־פי־אס) משתמשות בגלי מיקרו.

גלי מיקרו חשובים במחקר אסטרונומי ובפיתוח מכשירים בפיזיקה.

הכול בזכות השוקולד

את האור הנראֶה יוצרים "מקורות אור" כמו מנורות ופנסים. את גלי המיקרו יוצרים מִתקנים שונים לגמרי, כמו מַגנֶטרוֹן שפועל בתנורי מיקרוגל. המגנטרון הופך אנרגייה חשמלית לאנרגייה של גלי מיקרו. המגנטרון מבוסס על אֵלֶקטרוֹנים שמואצים באמצעות מתח חשמלי במִתקן ששורר בו רִיק (וָקוּם), ותוך כדי תנועתם מופעל עליהם שדה מגנטי. הדבר מֵביא לפליטה של גלים אלקטרומגנטיים בתחום גלי מיקרו.

למִתקני מכ"ם הייתה חשיבות צבאית עצומה במלחמת העולם השנייה, ובתקופה זו נעשה פיתוח מהיר שלהם. פֶּרסי ספֶּנסֶר היה מהנדס וממציא אמריקני באותה תקופה, והוא הצטיין בפיתוח מגנטרונים למִתקני מַכָּ"ם ששימשו את הכוחות האמריקניים. מספרים כי יום אחד, בעודו עובד על מגנטרון עבור מכשיר מכ"ם, היה לו חטיף שוקולד בכיס, והוא ניתך – כך נולד בראשו רעיון תנור המיקרוגל.

מגנטרון של מיקרוגל. מקור: HCRS Home Labor Page.
מגנטרון של מיקרוגל. מקור: HCRS Home Labor Page.

מתחמם, מתחמם – אבל איך?

כיצד המזון מתחמם בתנור מיקרוגל? מולקולות המים שבמזון, וכן מולקולות אחרות שמרכיבות את המזון, כמו שומנים, הן בעלות חלק אחד חיובי מבחינה חשמלית וחלק אחר שלילי מבחינה חשמלית.

מולקולות כאלה עוקבות אחר השדה החשמלי של גלי המיקרו, המשתנה בתדירוּת הגבוהה של הגלים. תוך כדי המעקב המולקולות נעות בתנועות סיבוב – תנועה מוגברת של מולקולות פירושהּ עליית הטמפרטורה של החומר. תחום התדירויות בתנורי מיקרוגל ביתיים צר מאוד, כדי שלא לפגוע בתקשורת המבוססת על גלי מיקרו בתדירויות אחרות.

בטיחות

בגופים מוליכי חשמל, ובייחוד במתכות, נוצרים זרמי חשמל בעת חשיפתם לגלי מיקרו, ועלולים להיווצר ניצוצות, בייחוד כשמדובר בחפצי מתכת בעלי קצוות חדים, כגון מזלגות. לכן לפני הפעלת תנור המיקרוגל חשוב לוודא שאין בו כלי מתכת כאלה!

יש המזהירים כי חשיפה לקרינת מיקרו מסוכנת. האוּמנם? קרינה בתחום גלי מיקרו היא קרינה בלתי מְיָנֶנת, כלומר אין לגלי מיקרו מספיק אנרגייה לעקירת אלקטרונים מאָטוֹמים ולהפיכתם ליוֹנים. לכן גלי מיקרו אינם יכולים לגרום שינויים כּימיים בחומרים, ובייחוד לא בחומר התורשה שלנו – הדנ"א (DNA). מכאן שאינם יכולים לגרום פגיעות תורשתיות ישירות או לגרום ישירות לסרטן. נציין כי מאחר שקרינת מיקרו היא קרינה אלקטרומגנטית, לא נותרים במזון שרידי קרינה כלשהם לאחר הוצאתו מהמכשיר.

עם זאת, חשיפה ישירה לקרינת מיקרו חזקה (דבר זה אינו אמור להתרחש בשימוש תקין במכשיר) עלולה לחמם את רקמות הגוף, ובמקרים חמורים לגרום כוויות.

הכתבה פורסמה בגליליאו צעיר – הירחון לילדים סקרנים. לקבלת גיליון דיגיטלי מתנה הקליקו

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

2 תגובות

  1. יש בעיה שהציבור לא מבין את ההבדל בין קרינה מיננת לקרינה לא מיננת ובגלל זה יש פחד קמאי מקרינת רדיו ומיקרוגל או מכבלי חשמל או מטלפונים סלולריים ומהאנטנות שלהם.
    מכוני בדיקה של איכות הסביבה מסתובבים עם גלאי קרינה שהם בעצם מדי שדה מגנטי ולא מוני גייגר, ומפחידים את הצבור מהקרינה .
    יש תקן של המשרד להגנת הסביבה שמבוסס על תקנים אירופאים .
    הבעיה התחילה בשנות ה 80-90 עם תקנים בין לאומיים של WHO וכ"ד שנבעו יותר מבורות ומחוסר מידע ופחד קמאי מאשר מעובדות . – כולם מתבססים על נייר עמדה משנת 1998 שסוקר את כל הידע שהיה קיים אז, מעלה כל מיני חששות על נזקים עקיפים בלבד, אבל אין לו שום מסקנות ברורות על נזקים לבריאות .
    לדעתי היום אחרי שכל אחד מאיתנו מסתובב שעות על גבי שעות עם מכשירי סמארטפון שמקרינים ישר לראש הרבה יותר קרינה מהמותרת בתקן.
    ולכן צריך כבר להיות יותר ידע מאשר ב 1998 , אולי צריך לבחון מחדש את כל התקנים האלה של קרינה אלקטרומגנטית בתדר נמוך מהאור הנראה . (ולדעתי אפשר בשקט לבטל אותם)

    http://www.nzdl.org/gsdlmod?e=d-00000-00—off-0cdl–00-0—-0-10-0—0—0direct-10—4——-0-1l–11-en-50—20-about—00-0-1-00-0–4—-0-0-11-10-0utfZz-8-10&a=d&c=cdl&cl=CL2.25.11&d=HASH018d1f318bd898f7adc5d6fe.2

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן