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Titolo: microonde

salve a tutti
scusate se l'ipotesi che farò farà sorridere ma non posseggo nozioni
sull'argomento.
vorrei sapere se è possibile costruire un laser che emetta microonde capaci
di aumentare di circa 10 15 °C la temperatura di circa 5 kg di  ghiaccio in
1-2 secondi.
se non proprio un laser è possibile avere un fascio di queste microonde
molto ristretto in modo da poterlo indirizzare su una superficie ed evitare
dispersioni nell'ambiente circostante?
grazie

dispersioni nell'ambiente circostante?
I "laser a microonde" esistono, e si chiamano maser (la m di microwave
sostituisce la l di light nell'acronimo).
Detto questo, non saprei dirti molto riguardo alla varieta' e alle
principali caratteristiche tecniche comparate con quelle dei "cugini"
laser: potenza, diametro dello spot, coerenza, monocromaticita'...
Da un rapido conticino con le tue richieste numeriche, pur nella piu'
ottimistica situazione consentita dalle forchette dei valori che
proponi, ti servirebbe una potenza di uscita dell'ordine di 50kW!!
(vorrei precisare che bisognerebbe fare qualche considerazione
sperimentale: ghiaccio "iniziale" abbastanza freddo da non diventare
acqua, spot del maser largo abbastanza da prendere tutti i 5kg di
ghiaccio e non fondere un puntino locale...).
Ripeto che non conosco le caratteristiche tecniche (si puo' fare una
ricerca): ma questo valore mi infonde un certo pessimismo!
Saluti
Woodridge
-- 
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 cut
magari non si puņ riutilizzare un magnetron dei comuni forni a microonde e
focalizzarne il raggio in qualche modo (uno specchio parabolico, in stile
"torcia" )

 1-2 secondi.
Costruire una sorgente coerente di microonde non e' difficile. Come 
notato da qualcuno, un magnetron da forno a microonde serve benissimo 
allo scopo, anche se le potenze sono circa 1000 volte meno di quel che 
ti serve (vedi sotto). Il difficile e' ottenere un fascio collimato. Le 
microonde hanno lunghezza d'onda (l) dell'ordine dei centimetri (circa 
13cm per i forni a microonde) e pr ottenere un fascio divergente con un 
angolo A (in radianti) serve un'antena (ad es. una parabola) di diametro 
D=l/A.
Cioe' per ottenere una zona iluminata di un metro di diametro a 5 metri 
di distanza devi usare una parabola di 70 centimetri. Il che significa 
che non riesci a creare zone iluminate piu' piccole di cosi' (se la zona 
e' piu' piccola della parabola che usi per creare il fascio, la 
relazione indicata sopra non e' valida).
Puoi usare microonde di lunghezza d'onda minore, ma creare potenze sopra 
qualche decina di W a lunghezze sotto i 2-3 cm e' MOLTO costoso.
Altro problema e' che usare queste potenze non e' ne' semplice, ne' 
sicuro. Se anziche' sui 5 Kg di ghiaccio una piccola parte di quelle 
microonde finiscono sul tuo cristallino, ti ritrovi cieco prima di 
accorgertene. Se te ne finisce addosso una parte significativa, finisci 
arrosto.
Poi le potenze. Per ottenere quello che dici, servono potenze mostruose. 
  Quanto tempo ci mette un blocco di ghiaccio di 5 Kg a scongelarsi nel 
microonde? Vuoi solo scaldare del ghiaccio da -16C a -1C, o vuoi 
sgelarlo? Per scongelare, serve fornire il calore latente di 
congelamento (se non sbaglio circa 35 calorie/g), quindi in tutto hai 50 
calorie/g, non 15. E comunque siamo nell'ordine del megawatt di potenza. 
Ti serve una piccola centrale elettrica, per produrre l'energia. Diciamo 
che vicino ad un trasmettitore da 1MW io non ci sto.
Gianni Comoretto

Gianni Comoretto ha scritto:
 > Per scongelare, serve fornire il calore latente di
 > congelamento (se non sbaglio circa 35 calorie/g)
Io ricordo 80: meglio ancora!
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------


wrote:

3.338 * 10^5 J/kg
Ciao Boiler


grazie mi hai chiarito molto le idee e suscitato altre domande!
il principio di funzionamento del forno a microonde dovrebbe essere quello
per cui le molecole di acqua assorbono le microonde aumentano i loro moti
vibrazionali e per collisione trasmettono la loro energia ad altre molecole.
ora, nel ghiaccio le molecole allo stato liquido o meglio libere di urtare
sono poche quindi è inutile lavorare subito ad alte potenze. inoltre
aumentando l'emissione stimolata si riduce la probabilità che le molecole
perché si riduce di conseguenza il tempo a disposizione delle molecole per
diseccitarsi attraverso gli urti. Per regolare la potenza dell'onda nel
tempo si potrebbe utilizzare un'onda quadra o un tipo di onda con potenza
crescente? (ossia esiste un simile generatore di onde con la caratteristica
di fornirle collimate?)
Normalmente i forni a microonde hanno uno sportello di vetro . è sufficiente
ad impedire la fuoriuscita delle onde oppure non escono perché sono
stazionarie? quali possono essere i metodi/mezzi per difendersi dalle
microonde?
ciao e AUGURI a tutti!!