Tipp 1: Wie funktioniert der Mikrowellen-Stampfer?
Tipp 1: Wie funktioniert der Mikrowellen-Stampfer?
Das Wort "Laser" und das Funktionsprinzip dieses GerätesMenschen bekannt. Das Wort "Maser", das in der Nähe klingt, ist viel weniger bekannt. Es ist eine Abkürzung der ersten Buchstaben der englischen Definition "Mikrowellenverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission", was "Verstärkung von Mikrowellen durch stimulierte Emission" bedeutet. Im Gegensatz zu einem Laser, der Licht emittiert, emittiert ein Maser in der Nähe Mikrowellenstrahlen.
Zum ersten Mal wurde ein solches Gerät entwickeltSowjetische und amerikanische Physiker im Jahr 1954. Anschließend wurden die Wissenschaftler A. Prochorow, N. Basov und C. Townes für diesen Nobelpreis ausgezeichnet. Lange Zeit hatte der Maser keine praktische Anwendung gefunden, da seine Arbeit schwierige Bedingungen erforderte: Vakuum und sehr niedrige Temperaturen (nahe dem absoluten Nullpunkt). Darüber hinaus war die Leistung des Masers selbst unter solchen Bedingungen viel niedriger als die Laserleistung. Kürzlich haben Physiker des British National Physical Laboratory jedoch ein Maser-Modell entwickelt, das bei Raumtemperatur und -druck arbeiten kann. Ihre Arbeit basierte auf einer Studie von Wissenschaftlern aus Japan, die am Ende des 20. Jahrhunderts Experimente durchgeführt und die organische Pentacenverbindung mit einem Laser bestrahlt haben. Sie fanden heraus, dass unter der Einwirkung von Laserstrahlen Moleküle von Materie als Maser funktionieren können. Da sich die japanischen Forscher für ein anderes Thema (Neutronenstreuung) interessierten, legten sie dem entdeckten Phänomen keine Bedeutung bei. Die Briten, die die Beschreibung dieser Experimente gefunden hatten, beschlossen, Pentacen einer anderen organischen Substanz zuzusetzen, um Kristalle zu erhalten, die jenen ähneln, die in Lasern verwendet werden. Nach einer Reihe von Fehlern wurden die Kristalle der gewünschten Form und Farbe hervorgehoben. Die Forscher fügten sie in transparente Saphir-Ringe ein und bestrahlten den Laser, indem sie die resultierende Struktur in einen Resonator platzierten. Das erzielte Ergebnis übertraf die kühnsten Erwartungen. Der Laserstrahl brachte die Moleküle von Pentacen in einen angeregten (instabilen) Zustand. Mit dem umgekehrten Übergang von Molekülen in einen stabilen Zustand trat ein Mikrowellenstrom in Form eines Strahls auf, der in der Intensität unermesslich größer war als die Strahlen, die von den vorhergehenden Modellen des Maser erzeugt wurden. "Das empfangene Signal war hundert Millionen mal stärker als bestehende Maser", sagte der Physiker Mark Oxbornrow, unter dessen Aufsicht diese Experimente durchgeführt wurden. Das Gerät, das von den Briten erhalten wurde, ist äußerst vielversprechend, obwohl es große Anstrengungen zur Verfeinerung erfordert. Jetzt erzeugt der Maser Oxborrow nur sehr kurze Pulse mit einer großen Bandbreite von Wellen. Wenn es möglich ist, es kontinuierlich in einem engeren Wellenbereich arbeiten zu lassen, wird der Maser eine sehr breite Anwendung in verschiedenen Bereichen von Wissenschaft und Technologie finden.
Tipp 2: Wie funktioniert der Mikrowellenherd?
Der Mikrowellenherd arbeitet nach dem PrinzipDipolverschiebung. Die durch das Magnetron erzeugten Mikrowellen bewirken, dass die in den Produkten enthaltenen Wassermoleküle schwingen. Die kinetische Energie der Bewegung von Molekülen wird in Wärme umgewandelt. So erwärmt sich das Essen.
Der Mikrowellenofen ist ein elektrisches Haushaltsgerät, das zum Heizen oder Kochen von Nahrungsmitteln mit Hilfe von ultrahochfrequenter Strahlung vorgesehen ist.
