Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè lórí Ìjíròrò Makirowefu
Àwọn máíkrówéfù jẹ́ ara àwọn ìpele oníná-mànàmáná pẹ̀lú àwọn ìgbì ìgbì tí ó wà láti 1 mm sí 1 m. Àwọn ìgbì wọ̀nyí ni a sábà máa ń lò nínú onírúurú ìmọ̀-ẹ̀rọ òde-òní, bíi ìbánisọ̀rọ̀ aláìlókùn, rédà, ìmọ̀-ẹ̀rọ astronomy, àti àwọn ohun èlò ilé bíi máíkrówéfù. Nítorí pàtàkì àwọn ohun èlò máíkrówéfù, ó ṣe pàtàkì fún àwọn akẹ́kọ̀ọ́, pàápàá jùlọ àwọn tí wọ́n kẹ́kọ̀ọ́ nípa ìmọ̀-ẹ̀rọ tàbí ìmọ̀-ẹ̀rọ, láti lóye àwọn ìpìlẹ̀ máíkrówéfù, pẹ̀lú bí a ṣe lè yanjú àwọn ìṣòro tí ó ní í ṣe pẹ̀lú wọn. Àpilẹ̀kọ yìí yóò jíròrò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìṣòro àti jíròrò máíkrówéfù.
Ìbéèrè 1: Gígùn Ìgbì àti Ìgbòkègbodò
Ìbéèrè:
Nítorí pé máìkrówéfù ní ìgbóná 10 GHz, ṣírò ìwọ̀n ìgbì omi máìkrówéfù náà. (Lo iyára ìmọ́lẹ̀ c = 3 x 10^8 m/s)
Ìjíròrò:
Lákọ̀ọ́kọ́, a rántí ìbáṣepọ̀ láàárín ìwọ̀n ìgbì (λ), ìgbàkúgbà (f), àti iyára ìmọ́lẹ̀ (c):
\[ c = \lambda \cdot f \]
A le tabi tun agbekalẹ yii ṣe lati wa gigun gigun (λ):
\[ \lambda = \frac{c}{f} \]
Nítorí ìgbóná (f) = 10 GHz = 10 x 10^9 Hz, àti iyára ìmọ́lẹ̀ (c) = 3 x 10^8 m/s, a so àwọn iye méjì wọ̀nyí pọ̀ mọ́ fọ́múlá náà:
\[ \lambda = \frac{3 \igba 10^8 \, \text{m/s}}{10 \igba 10^9 \, \text{Hz}} \]
\[ \lambda = 0.03 \, \text{m} \]
Nítorí náà, ìwọ̀n gígùn ti máìkrówéfù jẹ́ 0,03 mítà tàbí 3 cm.
Ìbéèrè 2: Fífi Agbára àti Ìjìnnà Síṣẹ́
Ìbéèrè:
Agbékalẹ̀ máíkrówéfù máa ń tú agbára 50 W jáde. Ṣírò bí máíkrówéfù ṣe ń lágbára tó ní ìjìnnà mítà méjì láti orísun agbékalẹ̀ náà, tí a bá gbà pé ó ń tàn kálẹ̀ sí i.
Ìjíròrò:
Láti ṣírò agbára, a lo idogba agbegbe agbara fun ẹyọ kan:
\[ I = \frac{P}{A} \]
P ni agbara (50 W) ati A ni agbegbe oju ti iyipo kan pẹlu rediosi ti awọn mita 2:
\[ A = 4 \pi r^2 \]
Tẹ iye r = mita 2 sinu agbekalẹ agbegbe naa:
\[ A = 4 \pi (2 \, \text{m})^2 \]
\[ A = 16 \pi \, \text{m}^2 \]
Lẹ́yìn náà, ṣe iṣirò bí agbára náà ṣe pọ̀ tó:
\[ I = \frac{50 \, \text{W}}{16 \pi \, \text{m}^2} \]
Ṣíṣírò àwọn iye nọ́mbà:
\[ Mo \nf \frac{50}{50.265} \]
\[ I \nf 0.995 \, \text{W/m}^2 \]
Nitorinaa, agbara makirowefu ni ijinna mita 2 lati orisun gbigbe jẹ nipa 0.995 W/m².
Ìbéèrè 3: Àbájáde Doppler nínú àwọn Maikrówéfù
Ìbéèrè:
Ọkọ̀ kan tí ń rìn ní 108 km/h (30 m/s) ń sún mọ́ àwọn rédà tí ń gbé àwọn màìkrówéfù jáde ní ìgbóná 5 GHz. Ṣírò ìgbóná rédà tí rédà náà gbà tí iyára máìkrówéfù náà bá jẹ́ iyára ìmọ́lẹ̀.
Ìjíròrò:
Lo ipa Doppler fun igbohunsafẹfẹ ti a gba (f'):
\[ f' = f \left(\frac{c + v}{c}\right) \]
Mo ṣe é:
– f' = ìgbà tí a gbà
– f = ìgbóná orísun = 5 GHz = 5 x 10^9 Hz
– c = iyára ìmọ́lẹ̀ = 3 x 10^8 m/s
– v = iyára ọkọ̀ = 30 m/s
Rọpo awọn iye sinu agbekalẹ:
\[ f' = 5 \igba 10^9 \left(\frac{3 \igba 10^8 + 30}{3 \igba 10^8}\ọtun) \]
\[ f' \approx 5 \times 10^9 \left(1 + \frac{30}{3 \times 10^8}\right) \]
\[ f' \approx 5 \times 10^9 \left(1 + 1 \times 10^{-7}\right) \]
\[ f' \nf' 5 \nf 10^9 \nf 1.0000001 \]
\[ f' \nnọ́mbà 5.0000005 \nígbà 10^9 \]
\[ f' \approx 5.0000005 \, \text{GHz} \]
Nítorí náà, ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ tí radar gbà jẹ́ ní ayika 5.0000005 GHz.
Ìbéèrè 4: Fífi agbára gbà nípasẹ̀ àwọn ohun èlò
Ìbéèrè:
Ohun kan kan maa n gba agbara makirowefu 2 W nigba ti agbara igbi iṣẹlẹ ba jẹ 10 W/m². Ṣe iṣiro agbegbe oju ohun elo naa.
Ìjíròrò:
Lo ìbáṣepọ̀ láàárín agbára ìfàmọ́ra àti agbègbè ojú ilẹ̀ àti agbára:
\[ P = I \cdot A \]
Rọpo awọn iye ti a mọ:
\[ 2 \, \text{W} = 10 \, \text{W/m}^2 \cdot A \]
Ṣiṣe ojutu fun A:
\[ A = \frac{2 \, \text{W}}{10 \, \text{W/m}^2} \]
\[ A = 0.2 \, \ọ̀rọ̀{m}^2 \]
Nitorinaa, agbegbe dada ti ohun elo naa jẹ 0,2 m².
Ìbéèrè 5: Àwòrán Ìrònú àti Ìdádúró
Ìbéèrè:
Àwọn eriali máìkrówéfù méjì máa ń tú ìgbì omi onígun 6 cm jáde ní ìtọ́sọ́nà kan náà. Tí ìjìnnà láàrín àwọn eriali náà bá jẹ́ 12 cm, ní àkókò wo ni ìdènà tó ń ṣiṣẹ́ yóò kọ́kọ́ wáyé?
Ìjíròrò:
Ìdènà ìkọ́lé máa ń wáyé nígbà tí ìyàtọ̀ ipa ọ̀nà láàrín àwọn orísun méjèèjì bá jẹ́ k = ±nλ (n jẹ́ nọ́mbà odidi tí kìí ṣe òdo pẹ̀lú 0). Fún ìgbà àkọ́kọ́ ìdènà ìkọ́lé (n=1):
\[ d = n \lambda/2 \]
Níwọ́n ìgbà tí ìjìnnà eriali náà jẹ́ 12 cm àti pé ìgbì gígùn náà jẹ́ 6 cm, ìyàtọ̀ ipa ọ̀nà fún ìdènà ìkọ́lé àkọ́kọ́ wáyé ní:
\[ d = n (\lambda/2) \]
Nítorí náà:
\[ 12 = 1 \igba (6/2) \]
Nitorinaa ijinna ti o wa ni:
\[ 12 = 1 \nígbà 3 \]
Nítorí pé ìṣètò yìí ní í ṣe pẹ̀lú ìṣẹ̀dá àwọn ìlànà ìdènà lórí ohun tí ó jẹ́ gbogbogbòò, lẹ́yìn náà láti inú èrò náà a ṣe àwòrán lórí ìlà àárín ti ìjìnnà láti orísun tàbí ipa ọ̀nà tí ó dá lórí ipa ọ̀nà tí kò sí, èyí ni ipò polar tí ó dúró ṣinṣin ti ìlà ìtọ́pasẹ̀ tí kò ní í ṣe pẹ̀lú àpẹẹrẹ ipò tí a rò pé ó wà tẹ́lẹ̀.
-
Àwọn àpẹẹrẹ díẹ̀ lára àwọn ìṣòro máíkrówéfù àti bí a ṣe lè yanjú wọn nìyí. Nípa lílóye àti mímọ bí a ṣe ń yanjú àwọn ìṣòro bí ìwọ̀nyí, a nírètí pé yóò rọrùn fún ọ láti lóye àti lo àwọn èrò máíkrówéfù ní onírúurú ẹ̀ka ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì àti ìmọ̀ ẹ̀rọ.
