VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ В РЕЗОНАТОРЕ СВЧ-ПЕЧИ
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
This paper discusses the method of determining the wavelength of microwave by using liquid crystals.
Введение. В работах [1,2] проведено исследование тепловых полей СВЧ-печи типа «Sharp». Авторы используя жидкокристаллический детектор с мезофазой 27-35оС провели анализ распределения электромагнитной волны в резонаторе, выявили наиболее горячие точки, энергия в которых наибольшая по отношению к соседним. Полученные пространственные термограммы позволяют визуализировать стоячую волну в резонаторе. А так же раскрывают динамику её формирования рис.1[1].
Рис.1.Динамика формирования теплового поля электромагнитной волны в резонаторе СВЧ-печи типа «Sharp». Кадра с 1-6 отображают развитие теплового поля электромагнитной волны. 7.Пучности.8.Узлы.
Аналогично проведём исследование стоячей волны СВЧ –печи «Vitek»
Исходное данные:
1.Стеклянное блюдо из резонаторной камеры удалить.2.Термоиндекатор 54-60оС.3.Два стекла размером 170х130х1мм. 4.Скотч 600х10х0,1мм. 5.Линейка. 6.Мармит или нагреватель для колб. 7.Пипетка. 8.Нитролак чёрный.9.Электронная фотокамера.
По периметру одного из стёкол прокладываем полоску скотча 600х3х0,1мм. В двух взаимно противоположных местах делаем в нём1мм прорези. Второе стекло укладываем на первое, таким образом, чтобы образовалась полость высотой 0.1 мм. Края стёкол оклеиваем скотчем или герметизируем герметикам «Алмаз». Полученный сэндвич нагреваем до 65оС. Термоиндикатор, а это жидкие кристаллы холестерического типа с мезофазой 54-60оС нагреваем на мармите или в водяной бане в колбанагревателе до изотропного состояния. С помощью пипетки вводим жидкие кристаллы через один из надрезов в полость стеклянной капсулы.За счёт сил молекулярного сцепления жидкие кристаллы втягиваются в капсулу постепенно её заполняя. По завершению наполнения капсулы надрезы герметизируются. Одну из сторон детектора покрываем чёрной краской.
Градуировку детектора проводим в кювете размером 200х150х20мм заполненной водой комнатной температуры и установленной на мармите. Температуру воды контролируем электронным или жидкостным термометром. Детектор укладываем на дно кюветы так, чтобы он полностью погрузился в воду. Повышаем температуру воды - отмечаем цвет жидких кристаллов рис.2.
Рис.2.Градуировочная шкала для жидкокристаллического детектора с мезофазой 54-60оС.
Методика эксперимента. Подготовленный к опыту детектор устанавливаем в камере СВЧ – печи согласно Рис.3.
Рис.3.Установка детектора в камере СВЧ-печи.
Детектор устанавливаем таким образом, чтобы его активная поверхность была параллельна вектору Е электромагнитной волны. Выбираем уровень излучения печи в нашем случае средний 400Вт. Устанавливаем режим- экспресс (15с). Включаем печь. По завершению экспозиции открываем дверцу и фотографируем детектор рис.4.
Рис.4 Термограмма стоячей волны в резонаторе. Где 1,3,5 –пучности, 2,4-узлы.
По термограмме рис.4 определим длину волны электромагнитного излучения генерируемого магнетроном. Выделим две точки в пучностях 1 и 3, которые характеризуются наибольшей температурой – точки а, б. Линейкой замерим расстояние между ними. Полученное значениеl умножим на два. Результат приблизительно отображает истинную длину волны:
λ = 2l,
где l расстояние между точками а,б.
Частоту излучения магнетронаf определим из выражения взятое из источника [3]:
f = c/λ,
где с скорость распространения электромагнитной волны.
Тогда: с = 300000 км/с =300000000м/с, λ = 12,19 см= 0,1219м. f=2461МГц.
Таким образом полученный результат согласуется с техническими данными микроволновых печей f=2450МГц в пределах 0,448%.
Литературные источники.
1.Оглоблин Г.В. Динамика формирования теплового поля электромагнитной волны в резонаторе СВЧ-печи. // Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/5987 (дата обращения: 12.12.2015).
2.Оглоблин Г.В.Опыты со звуковыми и электромагнитными волнами. Учебное пособие.-Комсомольск на Амуре:Изд-во Комсом.н/А гос.пед.ун-та.2001.-92с.
3.Клингер Г. Сверхвысокие частоты. Основы и применения техники СВЧ.М.Наука.1969.272с.