Su'aalo Tusaale ah oo ku saabsan Doodda Microwave-ka
Microwaves-ku waa qayb ka mid ah spectrum-ka elektromagnetic-ka oo leh mowjado dhererkoodu u dhexeeyo 1 mm ilaa 1 m. Mowjadahaan waxaa si joogto ah loogu isticmaalaa teknoolojiyada casriga ah ee kala duwan, sida isgaarsiinta bilaa-waayirka ah, radar-ka, xiddigaha, iyo qalabka guryaha sida foornada microwave-ka. Marka la eego muhiimadda codsiyada microwave-ka, waxaa muhiim u ah ardayda, gaar ahaan kuwa ku takhasusay fiisigiska ama injineernimada, inay fahmaan aasaaska microwave-ka, oo ay ku jiraan sida loo xalliyo dhibaatooyinka la xiriira. Maqaalkani wuxuu ka hadli doonaa dhowr tusaale oo dhibaatooyin ah wuxuuna ka hadli doonaa microwave-ka.
Su'aal 1aad: Mowjadaha iyo Soo noqnoqoshada
Su'aal:
Maadaama microwave-ku uu leeyahay soo noqnoqosho 10 GHz ah, xisaabi dhererka hirarka microwave-ka. (Isticmaal xawaaraha iftiinka c = 3 x 10^8 m/s)
Dood:
Marka hore, waxaan xasuusaneynaa xiriirka ka dhexeeya hirarka (λ), soo noqnoqoshada (f), iyo xawaaraha iftiinka (c):
\[ c = \lambda \cdot f \]
Waxaan awoodnaa ama ku celin karnaa qaacidadan si aan u helno hirarka (λ):
\[ \lambda = \frac{c}{f} \]
Marka la eego soo noqnoqoshada (f) = 10 GHz = 10 x 10^9 Hz, iyo xawaaraha iftiinka (c) = 3 x 10^8 m/s, waxaan labadan qiime ku xireynaa qaacidada:
\[ \lambda = \frac{3 \times 10^8 \, \text{m/s}}{10 \times 10^9 \, \text{Hz}} \]
\[ \lambda = 0.03 \, \qoraalka{m} \]
Markaa, mowjadda microwave-ka waa 0,03 mitir ama 3 cm.
Su'aal 2aad: Gudbinta Awoodda iyo Masaafada
Su'aal:
Gudbiye microwave ah ayaa sii daaya awood dhan 50 W. Xisaabi xoogga microwave-ka masaafo dhan 2 mitir oo u jirta isha gudbiyaha, adigoo u qaadanaya faafinta isotropic.
Dood:
Si loo xisaabiyo xoojinta, waxaan isticmaalnaa isla'egta aagga awoodda halkii cutub:
\[ I = \frac{P}{A} \]
P waa awoodda (50 W) iyo A waa bedka dusha sare ee kubbadda oo leh gacan 2 mitir ah:
\[ A = 4 \pi r^2 \]
Geli qiimaha r = 2 mitir qaacidada aagga:
\[ A = 4 \pi (2 \, \qoraalka{m})^2 \]
\[ A = 16 \pi \, \qoraalka{m}^2 \]
Kadib xisaabi xoojinta:
\[ I = \frac{50 \, \text{W}}{16 \pi \, \text{m}^2} \]
Xisaabinta qiimayaasha tirooyinka:
\[ I \qiyaastii \frac{50}{50.265} \]
\[ I \qiyaastii 0.995 \, \qoraalka{W/m}^2 \]
Markaa, xoogga microwave-ka masaafada 2 mitir u jirta isha gudbiyaha waa qiyaastii 0.995 W/m².
Su'aal 3: Saamaynta Doppler ee Microwaves-ka
Su'aal:
Gaadhi ku socda 108 km/saacaddii (30 m/s) wuxuu ku soo dhawaadaa microwave-yada radar-ka gudbiya ee ku shaqeeya mawjadaha 5 GHz. Xisaabi inta jeer ee radar-ku helo haddii xawaaraha microwave-ku yahay xawaaraha iftiinka.
Dood:
Adeegso saamaynta Doppler ee soo noqnoqoshada la helay (f'):
\[ f' = f \left(\frac{c + v}{c}\right) \]
Halkee:
– f' = soo noqnoqoshada la helay
– f = soo noqnoqoshada isha = 5 GHz = 5 x 10^9 Hz
– c = xawaaraha iftiinka = 3 x 10^8 m/s
– v = xawaaraha gaariga = 30 m/s
Qiimaha ku beddel qaacidada:
\[ f' = 5 \jeer 10^9 \left(\frac{3 \jeer 10^8 + 30}{3 \jeer 10^8}\midig) \]
\[ f' \qiyaastii 5 \jeer 10^9 \left(1 + \frac{30}{3 \jeer 10^8}\midig) \]
\[ f' \qiyaastii 5 \jeer 10^9 \left(1 + 1 \jeer 10^{-7}\midig) \]
\[ f' \qiyaastii 5 \jeer 10^9 \jeer 1.0000001 \]
\[ f' \qiyaastii 5.0000005 \jeer 10^9 \]
\[f' \qiyaastii 5.0000005 \, \qoraalka{GHz} \]
Marka, inta jeer ee radar-ku helo waa qiyaastii 5.0000005 GHz.
Su'aal 4: Nuugista Awoodda iyadoo la adeegsanayo Agabka
Su'aal:
Maaddooyin gaar ah ayaa nuuga 2 W oo awoodda microwave-ka ah marka xoogga hirarka dhacdada uu yahay 10 W/m². Xisaabi bedka dusha sare ee walaxda.
Dood:
Isticmaal xiriirka ka dhexeeya awoodda nuugista iyo bedka dusha sare iyo xoojinta:
\[ P = I \cdot A \]
Beddel qiimayaasha la yaqaan:
\[ 2 \, \text{W} = 10 \, \text{W/m}^2 \cdot A \]
Xalinta A:
\[ A = \frac{2 \, \text{W}}{10 \, \text{W/m}^2} \]
\[ A = 0.2 \, \qoraalka{m}^2 \]
Markaa, bedka dusha sare ee walaxda waa 0,2 m².
Su'aal 5: Qaababka Milicsiga iyo Faragelinta
Su'aal:
Laba anteeno oo microwave ah ayaa isku jiho u soo saara mowjado dhererkoodu yahay 6 cm. Haddii masaafada u dhaxaysa anteenooyinku ay tahay 12 cm, goorma ayay marka hore ka dhacdaa faragelinta wax dhisaysa?
Dood:
Faragelinta dhismaha waxay dhacdaa marka farqiga wadada u dhexeeya labada ilo uu yahay k = ±nλ (n waa tiro aan eber ahayn oo ay ku jiraan 0). Markii ugu horreysay ee faragelinta dhismaha (n=1):
\[ d = n \lambda/2 \]
Maadaama masaafada anteenadu ay tahay 12 cm, hirarkana uu yahay 6 cm, farqiga wadada ee faragelinta dhismaha ee ugu horreysa wuxuu dhacaa marka:
\[ d = n (\lambda/2) \]
Markaa:
\[ 12 = 1 \ jeer (6/2) \]
Markaa masaafada ku taal waa:
\[ 12 = 1 \ jeer 3 \]
Sababtoo ah isla'egtan waxay la xiriirtaa sameynta qaababka faragelinta ee ku saabsan waxa guud ahaan ah, ka dibna laga soo bilaabo mala-awaalka waxaan ku naqshadeyneynaa xariiqda dhexe ee masaafada isha ama wadada iyadoo lagu saleynayo wadada aan-jidka ahayn, taas oo ah booska joogtada ah ee cidhifka khadka raadadka kaas oo aan la xiriirin qaabka booska go'an ee la qiyaasay.
-
Kuwani waa tusaalooyin qaar oo ka mid ah dhibaatooyinka microwave-ka iyo sida loo xalliyo. Markaad fahamto oo aad la qabsato xallinta dhibaatooyinka noocaas ah, waxaa la rajeynayaa inay kuu fududaan doonto inaad fahamto oo aad ku dabaqdo fikradaha microwave-ka ee qaybaha kala duwan ee sayniska iyo tignoolajiyada.
