د مایکروویو بحث پوښتنو مثالونه
مایکروویو د الکترومقناطیسي طیف یوه برخه ده چې د ۱ ملي میتر څخه تر ۱ متر پورې طول موجونه لري. دا څپې په مکرر ډول په مختلفو عصري ټیکنالوژیو کې کارول کیږي، لکه بېسیم مخابرات، رادار، ستورپوهنه، او د مایکروویو تنورونو په څیر کورني وسایل. د مایکروویو غوښتنلیکونو اهمیت ته په پام سره، دا د زده کونکو لپاره خورا مهم دی، په ځانګړي توګه هغه کسان چې په فزیک یا انجینرۍ کې تخصص لري، د مایکروویو اساسات پوهیدل، پشمول د دوی پورې اړوند ستونزې حل کولو څرنګوالی. دا مقاله به د څو مثالونو ستونزو په اړه بحث وکړي او مایکروویو په اړه به بحث وکړي.
پوښتنه ۱: د طول موج او فریکونسي
پوښتنه:
که چیرې یو مایکروویو ۱۰ GHz فریکونسي ولري، نو د مایکروویو طول موج محاسبه کړئ. (د رڼا سرعت وکاروئ c = ۳ x ۱۰^۸ متر/ثانیه)
بحث:
تر ټولو لومړی، موږ د طول موج (λ)، فریکونسي (f)، او د رڼا سرعت (c) ترمنځ اړیکه په یاد لرو:
\[ ج = \لامبډا \سي ډاټ ف \]
موږ کولی شو یا دا فورمول تکرار کړو ترڅو د طول موج (λ) ومومئ:
\[ \لامبډا = \فریک{ج}}{ف} \]
د فریکونسۍ (f) = 10 GHz = 10 x 10^9 Hz، او د رڼا سرعت (c) = 3 x 10^8 m/s ته په پام سره، موږ دا دوه ارزښتونه په فورمول کې ځای په ځای کوو:
\[ \لمبډا = \فریک{۳ \وختونه ۱۰^۸ \، \متن{متر/ثانیه}}{۱۰ \وختونه ۱۰^۹ \، \متن{هرټز}} \]
\[ \لامبډا = 0.03 \، \متن{م} \]
نو، د مایکرو ویو د طول موج 0,03 متره یا 3 سانتي متره دی.
دوهمه پوښتنه: د بریښنا او واټن لیږدول
پوښتنه:
د مایکروویو ټرانسمیټر د 50 واټو بریښنا خپروي. د ټرانسمیټر سرچینې څخه د 2 مترو په فاصله کې د مایکروویو شدت محاسبه کړئ، د ایزوټروپیک تکثیر فرض کړئ.
بحث:
د شدت محاسبه کولو لپاره، موږ د هر واحد ساحې د بریښنا معادله کاروو:
\[ زه = \frac{P}{A} \]
P د ځواک (50 W) دی او A د یوې کرې د سطحې مساحت دی چې شعاع یې 2 متره ده:
\[ الف = ۴ \پای r^2 \]
د ساحې فورمول کې د r = 2 متره ارزښت دننه کړئ:
\[ الف = ۴ \پای (۲ \، \متن{م})^۲ \]
\[ الف = ۱۶ \پای \، \متن{م}^۲ \]
بیا شدت محاسبه کړئ:
\[ زه = \frac{50 \, \text{W}}{16 \pi \, \text{m}^2} \]
د عددي ارزښتونو محاسبه کول:
\[ زه \تقریبا \frac{50}{50.265} \]
\[ زه \تقریبا 0.995 \، \متن{W/m}^2 \]
نو، د لیږدونکي سرچینې څخه د 2 مترو په واټن کې د مایکرو ویو شدت شاوخوا 0.995 W/m² دی.
پوښتنه ۳: په مایکروویو کې د ډوپلر اغیز
پوښتنه:
یو موټر چې د ۱۰۸ کیلومتره فی ساعت (۳۰ متر فی ثانیه) په سرعت سره حرکت کوي، د ۵ GHz فریکونسۍ سره مایکروویو لیږدونکي رادار ته نږدې کیږي. که د مایکروویو سرعت د رڼا سرعت وي، نو د رادار لخوا ترلاسه شوي فریکونسۍ محاسبه کړئ.
بحث:
د ترلاسه شوي فریکونسۍ (f') لپاره د ډوپلر اغیز وکاروئ:
\[ f' = f \کیڼ (\frac{c + v}{c}\ښي) \]
چیرته:
– f' = ترلاسه شوی فریکونسي
– f = د سرچینې فریکونسي = 5 GHz = 5 x 10^9 Hz
– ج = د رڼا سرعت = ۳ x ۱۰^۸ متر/ثانیه
– v = د موټر سرعت = 30 متر/ ثانیه
ارزښتونه په فورمول کې ځای په ځای کړئ:
\[ f' = 5 \ ځله 10^9 \ کیڼ (\ frac{3 \ ځله 10^8 + 30}{3 \ ځله 10^8}\ ښي) \]
\[ f' \تقریبا 5 \وختونه 10^9 \کیڼ(1 + \frac{30}{3 \وختونه 10^8}\ښي) \]
\[ f' \تقریبا 5 \وختونه 10^9 \کیڼ (1 + 1 \وختونه 10^{-7}\ښي) \]
\[ f' \تقریبا 5 \وختونه 10^9 \وختونه 1.0000001 \]
\[ f' \تقریبا 5.0000005 \ ځله 10^9 \]
\[ f' \تقریبا 5.0000005 \, \متن{GHz} \]
نو، د رادار لخوا ترلاسه شوی فریکونسي شاوخوا 5.0000005 GHz ده.
څلورمه پوښتنه: د موادو له مخې د بریښنا جذب
پوښتنه:
کله چې د پیښې څپې شدت 10 W/m² وي، یو ځانګړی مواد 2 W مایکروویو بریښنا جذبوي. د موادو د سطحې مساحت محاسبه کړئ.
بحث:
د جذب ځواک او سطحې ساحې او شدت ترمنځ اړیکه وکاروئ:
\[ مخ = زه \cdot الف \]
د پېژندل شویو ارزښتونو ځای ناستی:
\[ ۲ \, \متن{W} = ۱۰ \, \متن{W/m}^2 \cdot A \]
د الف لپاره حل کول:
\[ الف = \frac{2 \, \متن{W}}{10 \, \متن{W/m}^2} \]
\[ الف = ۰.۲ \، \متن{م}^۲ \]
نو، د موادو د سطحې مساحت 0,2 m² دی.
پنځمه پوښتنه: د انعکاس او مداخلې نمونې
پوښتنه:
دوه مایکروویو انتنونه په ورته لوري کې د 6 سانتي مترو د طول موج څپې خپروي. که چیرې د انتنونو ترمنځ فاصله 12 سانتي متره وي، نو ساختماني مداخله لومړی په کوم ځای کې واقع کیږي؟
بحث:
ساختماني مداخله هغه وخت رامنځته کېږي کله چې د دوو سرچینو ترمنځ د لارې توپیر k = ±nλ وي (n یو غیر صفر عدد دی چې 0 پکې شامل دی). د لومړي ځل لپاره ساختماني مداخله (n=1):
\[ د = ن \لمبډا/۲ \]
څرنګه چې د انتن واټن ۱۲ سانتي متره او د طول موج ۶ سانتي متره دی، نو د لومړي ساختماني مداخلې لپاره د لارې توپیر په لاندې ډول واقع کیږي:
\[ د = ن (\ لامبډا/۲) \]
نو:
\[ ۱۲ = ۱ \ ځله (۶/۲) \]
نو هغه واټن چې موقعیت لري دا دی:
\[ ۱۲ = ۱ \ ځله ۳ \]
ځکه چې دا معادله د هغه څه په اړه د مداخلې نمونو د جوړښت سره تړاو لري چې عمومي دي، نو د هغه انګیرنې څخه چې موږ د سرچینې یا لارې څخه د فاصلې په مرکزي کرښه کې د غیر ټریک پراساس ډیزاین کوو، یعنې د ټریس لاین ثابت قطبي موقعیت چې د فرض شوي ثابت موقعیت نمونې سره تړاو نلري.
-
دا د مایکرو ویو ستونزو او د هغوی د حل کولو ځینې مثالونه دي. د دې په څیر ستونزو په پوهیدو او حل کولو سره عادت کیدو سره، هیله ده چې ستاسو لپاره به د ساینس او ټیکنالوژۍ په مختلفو برخو کې د مایکرو ویو مفاهیمو پوهیدل او پلي کول اسانه وي.
