Figure 1 depicts a typical microwav

Figure 1 depicts a typical microwave oven (many
details can be found in [1–3]). Microwaves
are generated in a magnetron which feeds via a
waveguide into the cooking chamber. This cuboid
chamber has metallicwalls and so acts as a Faraday
cage. The front door, made of glass, and the light
bulb cavity are both covered by metal grids. The
holes in the grids are small compared with the
wavelength of the microwaves, hence the grids act
just like metal plates.
Most microwaves cook the food on a rotating
turntable in this chamber, but some designs include
a rotating reflector, acting as a stirrer. Expensive
models may include thermometers, additional conventional cooking facilities such as grills, oven
heaters and even refrigeration. Interaction of microwaves with metals
Microwaves, incident on the metal walls of the
oven, behave similarly to visible light hitting a
silver mirror (e.g. [4]). The microwaves are
absorbed very effectively, since the electric fields
of the waves interact very strongly with the nearly
free electrons of the metal. In a simple model, the
electron behaviour is described as a damped forced
oscillation. These accelerated electrons re-radiate
electromagnetic waves at the same frequency and in phase, hence the microwaves are perfectly
reflected. Macroscopically, this behaviour is
described by the complex dielectric constant ε(ω),
which is the square of the complex refractive index
(ε1 + iε2 = (n1 + in2)2).
The refractive index of many metals gives
reflectivities close to 100% at low frequencies.
The penetration depth of electromagnetic waves
of wavelength λ is given by
δ = λ/4πn2. (1)
For example, for microwaves with λ = 12.2 cm
incident on aluminium, δ ≈ 1.2 μm.
These are similar to skin depths, i.e. the
attenuation depths of alternating currents of
frequency ω in metals. (The relation between skin
depth and refractive index for small frequencies is
discussed, e.g., by Feynman [5].)
Generating microwaves in magnetrons
The most powerful microwaves produced by solid
state devices, such as used in cell phones, are far
too weak for cooking. Instead electron beams in
vacuum tubes under the combined effect of electric
and magnetic fields are made to follow curved
trajectories (the detailed mechanism for which is
described below). Most microwave ovens use
magnetrons. First invented in 1921 and strongly
improved around 1940, magnetrons allow either
continuous or pulsed microwave generation with
powers up to megawatts and frequencies between
1 and 40 GHz. Efficiencies are around 80% and
lifetimes about 5000 hours.
A cylindrical cathode is at the axis,
several millimetres from a hollow circular anode
(figure 2). Inside the anode there are a number
cavities designed to resonate at 2.45 GHz. A
voltage of several kV is applied between the
electrodes and a magnetic field is applied parallel
to the axis such that electric and magnetic fields
are perpendicular to each other.
Electrons ejected by the cathode accelerate
radially at first, but because of the magnetic field
they start to followcycloidal paths. If the magnetic
field is strong enough, the electrons cannot reach
the anode but form a rotating space charge. The
resonant cavities of the anode interact with the
electrons by either accelerating or decelerating
them. Finally this leads to electron bunches
which move around the cathode at microwave

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Figure 1 depicts a typical microwave oven (manydetails can be found in [1–3]). Microwavesare generated in a magnetron which feeds via awaveguide into the cooking chamber. This cuboidchamber has metallicwalls and so acts as a Faradaycage. The front door, made of glass, and the lightbulb cavity are both covered by metal grids. Theholes in the grids are small compared with thewavelength of the microwaves, hence the grids actjust like metal plates.Most microwaves cook the food on a rotatingturntable in this chamber, but some designs includea rotating reflector, acting as a stirrer. Expensivemodels may include thermometers, additional conventional cooking facilities such as grills, ovenheaters and even refrigeration. Interaction of microwaves with metalsMicrowaves, incident on the metal walls of theoven, behave similarly to visible light hitting asilver mirror (e.g. [4]). The microwaves areabsorbed very effectively, since the electric fieldsof the waves interact very strongly with the nearlyfree electrons of the metal. In a simple model, theelectron behaviour is described as a damped forcedoscillation. These accelerated electrons re-radiateelectromagnetic waves at the same frequency and in phase, hence the microwaves are perfectlyreflected. Macroscopically, this behaviour isdescribed by the complex dielectric constant ε(ω),which is the square of the complex refractive index(ε1 + iε2 = (n1 + in2)2).The refractive index of many metals givesreflectivities close to 100% at low frequencies.The penetration depth of electromagnetic wavesof wavelength λ is given byδ = λ/4πn2. (1)For example, for microwaves with λ = 12.2 cmincident on aluminium, δ ≈ 1.2 μm.These are similar to skin depths, i.e. theattenuation depths of alternating currents offrequency ω in metals. (The relation between skindepth and refractive index for small frequencies isdiscussed, e.g., by Feynman [5].)Generating microwaves in magnetronsThe most powerful microwaves produced by solidstate devices, such as used in cell phones, are fartoo weak for cooking. Instead electron beams invacuum tubes under the combined effect of electricand magnetic fields are made to follow curvedtrajectories (the detailed mechanism for which isdescribed below). Most microwave ovens usemagnetrons. First invented in 1921 and stronglyimproved around 1940, magnetrons allow eithercontinuous or pulsed microwave generation withpowers up to megawatts and frequencies between1 and 40 GHz. Efficiencies are around 80% andlifetimes about 5000 hours.A cylindrical cathode is at the axis,several millimetres from a hollow circular anode(figure 2). Inside the anode there are a numbercavities designed to resonate at 2.45 GHz. Avoltage of several kV is applied between theelectrodes and a magnetic field is applied parallelto the axis such that electric and magnetic fieldsจะตั้งฉากกันเร่งอิเล็กตรอนออกจากแคโทดradially ครั้งแรก แต่เนื่อง จากสนามแม่เหล็กพวกเขาเริ่มเส้นทาง followcycloidal ถ้าการแม่เหล็กฟิลด์มีความแข็งแรงเพียงพอ อิเล็กตรอนไม่สามารถเข้าถึงแอโนดแต่แบบฟอร์มค่าธรรมเนียมพื้นที่หมุน ที่ฟันผุคงของแอโนดโต้ตอบกับการอิเล็กตรอน โดยการเร่ง หรือชะลอตัวลงพวกเขา สุดท้าย นี้นำไปสู่อิเล็กตรอนช่อซึ่งย้ายแคโทดในไมโครเวฟ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

รูปที่ 1 แสดงให้เห็นว่าเตาอบไมโครเวฟทั่วไป
(หลายรายละเอียดสามารถพบได้ใน[1-3]) ไมโครเวฟจะเกิดขึ้นในแมกซึ่งฟีดผ่านทางที่ท่อนำคลื่นเข้ามาในห้องอาหาร นี้ลูกบาศก์ห้องมี metallicwalls และเพื่อให้ทำหน้าที่เป็นเดย์กรง ประตูด้านหน้าทำจากแก้วและไฟช่องหลอดไฟมีทั้งที่ปกคลุมด้วยตะแกรงโลหะ หลุมในกริดที่มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับคลื่นไมโครเวฟจึงกริดทำหน้าที่เช่นเดียวกับแผ่นโลหะ. ไมโครเวฟส่วนใหญ่ปรุงอาหารบนหมุนแผ่นเสียงในห้องนี้แต่การออกแบบบางอย่างรวมทั้งสะท้อนการหมุนทำหน้าที่เป็นกวน ราคาแพงรุ่นอาจรวมถึงเครื่องวัดอุณหภูมิ, สิ่งอำนวยความสะดวกในการปรุงอาหารแบบเดิมเพิ่มเติมเช่นเตาอบเครื่องทำความร้อนและแม้กระทั่งเครื่องทำความเย็น ปฏิสัมพันธ์ของไมโครเวฟกับโลหะไมโครเวฟเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นบนผนังโลหะของเตาอบมีพฤติกรรมคล้ายกับแสงที่มองเห็นตีกระจกสีเงิน(เช่น [4]) ไมโครเวฟที่มีการดูดซึมได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากสนามไฟฟ้าของคลื่นโต้ตอบอย่างมากกับเกือบอิเล็กตรอนอิสระที่ทำจากโลหะ ในรูปแบบง่ายๆที่พฤติกรรมของอิเล็กตรอนอธิบายว่าเป็นสลดบังคับสั่น เร่งอิเล็กตรอนเหล่านี้อีกครั้งแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ความถี่เดียวกันและอยู่ในขั้นตอนจึงไมโครเวฟที่มีการที่ดีที่สุดที่สะท้อนให้เห็นถึง Macroscopically พฤติกรรมนี้จะอธิบายโดยที่ซับซ้อนอิเล็กทริกคงที่ε (ω) ซึ่งเป็นตารางของดัชนีการหักเหของแสงที่ซับซ้อน(ε1 + iε2 = (n1 + in2) 2). ดัชนีการหักเหของแสงของโลหะหลายชนิดให้reflectivities ใกล้กับ 100% ความถี่ต่ำ. ความลึกรุกของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความยาวคลื่นλจะได้รับจากδ = λ / 4πn2 (1) ตัวอย่างเช่นสำหรับไมโครเวฟกับλ = 12.2 ซมเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอลูมิเนียมδ≈ 1.2 ไมโครเมตร. เหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับความลึกของผิวคือระดับความลึกของการลดทอนสลับกระแสความถี่ωในโลหะ (ความสัมพันธ์ระหว่างผิวเชิงลึกและดัชนีหักเหความถี่เล็ก ๆ ที่ถูกกล่าวถึงเช่นโดยหลักการ[5].) สร้างไมโครเวฟใน magnetrons ไมโครเวฟมีประสิทธิภาพมากที่สุดที่ผลิตโดยของแข็งอุปกรณ์รัฐเช่นใช้ในโทรศัพท์มือถือ, ที่อยู่ห่างไกลที่อ่อนแอเกินไปสำหรับการปรุงอาหาร แต่ลำแสงอิเล็กตรอนในหลอดสุญญากาศภายใต้ผลรวมของไฟฟ้าทุ่งนาและแม่เหล็กจะทำเพื่อให้เป็นไปตามโค้งไบร์ท(กลไกรายละเอียดที่มีการอธิบายไว้ด้านล่าง) ส่วนใหญ่ใช้เตาอบไมโครเวฟmagnetrons คิดค้นครั้งแรกในปี 1921 และขอการปรับปรุงรอบปี1940 magnetrons อนุญาตให้ทั้งสองรุ่นไมโครเวฟต่อเนื่องหรือชีพจรที่มีอำนาจถึงเมกะวัตต์และความถี่ระหว่าง1 และ 40 GHz ประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 80% และอายุการใช้งานประมาณ5000 ชม. ส่วนแคโทดทรงกระบอกที่แกนหลายมิลลิเมตรจากขั้วบวกกลมกลวง(รูปที่ 2) ภายในขั้วบวกมีจำนวนฟันผุที่ออกแบบมาเพื่อสะท้อนที่ 2.45 GHz แรงดันไฟฟ้าของหลายกิโลโวลต์ถูกนำไปใช้ระหว่างขั้วไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่ถูกนำไปใช้คู่ขนานกับแกนดังกล่าวว่าสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กตั้งฉากกับแต่ละอื่นๆ . อิเล็กตรอนพุ่งออกมาจากแคโทดเร่งเรดิในตอนแรกแต่เป็นเพราะสนามแม่เหล็กที่จะเริ่มต้นเพื่อ followcycloidal เส้นทาง หากแม่เหล็กสนามมีความแข็งแรงพออิเล็กตรอนไม่สามารถเข้าถึงขั้วบวกแต่ค่าใช้จ่ายในรูปแบบพื้นที่หมุน ฟันผุจังหวะของขั้วบวกโต้ตอบกับอิเล็กตรอนโดยทั้งเร่งหรือชะลอตัวพวกเขา สุดท้ายนี้นำไปสู่อิเล็กตรอนที่อัดแน่นซึ่งย้ายไปรอบ ๆ แคโทดในไมโครเวฟ