Mikroaaltoja

Mikroaaltoja ovat elektromagneettisen spektrin aallot, joiden taajuus on noin 300 megahertsiä (MHz) – 300 gigahertsiä (GHz). Vastaavat aallot ovat λ ≈ 1 metrin – 1 millimetriä. Mikroaallot ovat ei-ionisoivaa säteilyä, eli niiden energia ei riitä aiheuttamaan atomien ionisoitumista.

Mikroaallot vuorovaikuttavat erityisesti vesimolekyylien dipoleilla, mikä johtaa lämpenemiseen materiaalien sisällä (dielektrinen heating). Tämä ilmiö mahdollistaa esimerkiksi mikroaaltouunien toiminnan. Materiaalien reaktiot riippuvat niiden dielektrisistä ominaisuuksista ja rakenteesta, ja absorptio voi vaihdella sekä taajuuden että materiaalin mukaan.

Käyttökohteita ovat langaton viestintä (esim. Wi‑Fi ja Bluetooth sekä 2,4 GHz ja 5 GHz -alueet), radar- ja tutkajärjestelmät sekä teollinen ja lääketieteellinen lämpökäsittely. Mikroaalloilla on lisäksi merkittävä rooli tieteellisessä tutkimuksessa, kuten spektroskopiassa ja signaalin käsittelyssä. Radar-teknologia hyödyntää erityisesti korkeita taajuuksia ja lyhyempiä aaltojaksoja suurten etäisyyksien ja liikkeen havaitsemiseksi.

Turvallisuus: koska mikroaallot voivat lämmittää kudoksia, altistuksen rajoituksia on määritelty ja laitteisiin on sisäänrakennettu suojauksia sekä standardeja noudatetaan. Käytännössä tämä tarkoittaa, että suorassa säteilyyn joutuminen on rajoitettua ja laitteiden suunnittelussa huomioidaan sekä käyttäjän että ympäristön suojelu.

Historia: mikroaallot kiinnostivat tutkijoita jo 1800-luvun lopulla Hertzin kokeista lähtien; käytännön sovellukset kehittyivät 20. vuosisadan aikana, ja mikroaaltouuni keksittiin 1940-luvulla. Nykyisin mikroaallot muodostavat keskeisen osan viestinnän, mittauksen ja materiaalitutkimuksen tekniikoista.