Estoy estudiando radiometría de microondas y estoy confundido por esta aparente contradicción: las moléculas de agua absorben las microondas emitidas a 2,45 GHz (~15 cm), lo que hace que las moléculas giren bajo la influencia del componente del campo eléctrico y produzcan energía cinética (térmica) que cocina alimento. Saliendo a 3 GHz (~10 cm), vemos que los pulsos del radar meteorológico son dispersados por las moléculas de agua en las gotas de lluvia (y otras partículas en el aire), que es la fuente del "eco" que se utiliza para crear mapas de radar. Ambos tipos de microondas están en la banda S, entonces, ¿qué explica la diferencia en la absorción por las moléculas de agua a 2,45 GHz frente a la dispersión (reflexión) a 3 GHz? ¿Los ecos de microondas detectados a través del radar meteorológico están realmente "dispersados" o están siendo absorbidos y reemitidos de acuerdo con la ley de radiación de Kirchoff?
No existe una diferencia esencial entre las microondas de 2,45 GHz y 3 GHz con respecto a la absorción y reflexión de regiones en la atmósfera o alimentos que contienen agua. Los hornos de microondas utilizan 2,45 GHz porque la frecuencia se encuentra en una banda industrial y los magnetrones que producen la potencia necesaria en ese rango son relativamente económicos.
En un sistema de radar, gran parte de la radiación incidente se refleja o se dispersa a partir de la permitividad dieléctrica efectiva más alta de la masa de aire que contiene vapor de agua y gotas. Hay algo de absorción, pero la energía reflejada se detecta fácilmente, proporcionando información sobre la posición y la velocidad de las nubes. Dado que la potencia en el haz transmitido cae como , y el radar suele ser pulsado, la densidad de energía es baja en comparación con la de un horno de microondas.
En un horno de microondas, el agua de los alimentos absorbe energía de la irradiación continua de microondas. La cavidad está diseñada para calentar los alimentos de manera uniforme, reflejando la energía de microondas aleatoriamente alrededor del horno (evitando las resonancias de la cavidad y las ondas estacionarias que degradan la uniformidad), a veces utilizando un ventilador de mezcla en la salida de la guía de ondas. La energía de microondas se esparce de la comida además de ser absorbida. Aunque solo se absorbe una pequeña cantidad de energía desde cualquier dirección en un momento dado, la densidad de potencia permanece alta y la energía de microondas reflejada pasa continuamente de un lado a otro a través de los alimentos en el horno.
bob jacobsen
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