¿Qué tan amplio es el espectro de un microondas?

Cada vez que aprietas las ondas en un lugar más apretado y apretado, la extensión en sus frecuencias se hace más y más grande. Esto no tiene nada que ver con tu microondas en particular; simplemente está integrado en las leyes de la física. Se llama principio de incertidumbre.

No puede tener una onda pura de 2450 MHz en un microondas. Una ola pura es infinitamente larga. El metal en el costado del horno prácticamente detiene la muerte de las microondas, por lo que el campo electromagnético en el microondas está muy cerca de una onda estacionaria que se encuentra completamente dentro de la caja de metal.

La onda en el microondas, truncada como está, se puede crear a partir de una superposición de ondas infinitas de todas las diferentes longitudes de onda y amplitudes variables. Esto se conoce como la transformada de Fourier de la ola.

Podríamos imaginar una onda sinusoidal truncada dentro de su microondas y calcular explícitamente su transformada de Fourier, pero hay una heurística que será mucho más rápida. Las transformadas de Fourier tienen una regla llamada principio de incertidumbre. Establece que la incertidumbre en la propagación de la función en el espacio, multiplicada por la dispersión en el número de onda, es aproximadamente 1. (El número de onda aquí es el recíproco de la longitud de onda). Podemos escribir esto como

[matemáticas] \ Delta x \ Delta k \ approx 1 [/ math]

Como sabemos cómo se extienden sus microondas en el espacio (caben en su horno de microondas), podemos encontrar cuánto se extienden sus longitudes de onda, también.

La ola tiene aproximadamente la misma probabilidad de estar en todas las partes de su horno de microondas, como puede ver porque los alimentos en todas las partes diferentes todavía se cocinan. (La ola en realidad varía de un lugar a otro, pero no hay una gran variación en la tendencia general. Puede determinar esto sacando la placa de rotación y colocando en el microondas algo que se derrite, como una barra de chocolate. Se derretirá más en algunos lugares que en otros. ) La incertidumbre en la posición de la onda es, por lo tanto, de unos 30 cm.

La incertidumbre en el número de onda es por lo tanto de aproximadamente 1/30 cm. La longitud de onda de las microondas es de alrededor de 10 cm, por lo que la incertidumbre es de alrededor de un tercio de la longitud de onda. La extensión en frecuencias es, por lo tanto, aproximadamente un tercio de la frecuencia fundamental.

Sin embargo, debería tener en cuenta que el campo eléctrico en su microondas realmente está oscilando a muy cerca de 2450 MHz en todas partes. Es solo que cuando tienes un campo eléctrico en un espacio pequeño que oscila a esa frecuencia, es equivalente a una suma sobre muchas frecuencias de ondas infinitas, y la extensión resulta ser de unos 800 MHz en este caso.

los 1500 vatios NO son la salida de potencia de microondas; es la entrada: el consumo eléctrico de su enchufe. En esa entrada, suponiendo una eficiencia del 55%, es de aproximadamente 800 vatios. La frecuencia no tiene nada que ver con eso.

Una edición para hacer es cuando mencionas la incertidumbre. Creo que al principio deberías definir qué es y cómo se relaciona con las leyes de la física. Entonces, el resto de nosotros aquí sabe de qué estás hablando. Gracias.