מיקרוגל

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

גלי מיקרו הקרויים גם מיקרוגלים, הם קרינה אלקטרומגנטית בעלת אורך גל הנע בין 1 מילימטר עד 1 מטר, כלומר בעלי תדירות של 300 מגה־הרץ עד 300 ג'יגה־הרץ. קרינת מיקרו היא קרינה בלתי מייננת ויש לה שימושים רבים בטכנולוגיה, בהם תנור מיקרוגל, טלפון סלולרי, Wi-Fi, בלוטות' ומכ"ם.

הגדרה וסיווג[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשם "גלי מיקרו" מכונים גלים בעלי אורך גל בתחום שבין 1 מ"מ ל-30 ס"מ (תדירות של 300 ג'יגה הרץ). אולם, גבולות התחום המוזכרים לעיל שרירותיים למדי. לכן, בתחומים שונים נעשית אבחנה שונה בין גל מיקרו לאור תת-אדום מרוחק ובין גל מיקרו לגל רדיו בתדירות אולטרה-גבוהה. כלומר, גל בעל אורך גל הקרוב ל-1 מ"מ עלול להחשב בתחום אחד לגל תת-אדום ובתחום אחר לגל רדיו בעל תדירות אולטרה-גבוהה.

נהוג לסווג את גלי המיקרו לשלושה תחומים לפי התדירויות שלהם (שקול לאורכי הגל שלהם):

  • תדירות אולטרה-גבוהה, באנגלית: Ultra-High Frequency (UHF)‎, גלים שתדירותם בתחום 3-0.3 ג'יגה הרץ.
  • תדירות סופר-גבוהה, באנגלית: Super High Frequency (SHF)‎, גלים שתדירותם בתחום 30-3 ג'יגה הרץ.
  • תדירות גבוהה קיצונית, באנגלית: Extremely High Frequency (EHF)‎, גלים שתדירותם בתחום 300-30 ג'יגה הרץ.

בתדרים של 300 ג'יגה הרץ ומעלה, קליטת קרינה אלקטרומגנטית על ידי אטמוספירת כדור הארץ היא כה גדולה עד כי נהוג לומר שהאטמוספירה אטומה לתדרים אלו. כלומר, הגלים אינם מסוגלים לחדור את האטמוספירה ולהגיע לכדור הארץ. האטמוספירה נעשית "שקופה" מחדש עבור גלים שתדירויותיהם מצויות במה שמכונה תת-אדום ו"החלון האופטי".

חלוקה של התדרים מ-1 ג'יגה (1,000 מגה-הרץ) ומעלה[עריכת קוד מקור | עריכה]

גורמי תקינה שונים כ-IEEE, נאט"ו, FCC ו-Radio Society of Great Britain) RSGB) חילקו את תחום תדרי המיקרו למספר תתי-טווחים, לשימושים שונים. ההגדרות של הגופים השונים אמנם לא חופפות לחלוטין, אך ההבדלים ביניהן קטנים.

כינוי תחום תדר הרחבה
L 1 - 2 GHz Long wave
S 2 - 4 GHz Short wave
C 4 - 8 GHz Compromise between S and X
X 8 - 12 GHz ככל הנראה קיצור לכינוי של סימון המטרות במערכת לבקרת אש, אשר בעבר השתמשו בתחום זה.
Ku 12 - 18 GHz Kurz-under
K 18 - 27 GHz Kurz (בגרמנית: קצר)
Ka 27 - 40 GHz Kurz-above
V 40 - 75 GHz לפי RSGB, קיים תחום U המוגדר בין 40 ל-60. V מוגדר לרוב בין 50 ל-75
W 75 - 110 GHz
mm  110 - 300 GHz IEEE מגדירים את תחום D בין 110 ל-170

יצירת גלי מיקרו[עריכת קוד מקור | עריכה]

גלי מיקרו ניתן ליצור בשלל דרכים, נהוג לחלק דרכים אלו לפי סוג המכשיר בו נעשה השימוש: מכשיר במצב מוצק או מכשיר מבוסס שפופרת ריק.

מכשירי מצב מוצק[עריכת קוד מקור | עריכה]

מכשירי מצב מוצק מבוססים על מוליכים למחצה כמו צורן וגליום-ארסניד, ומכילים טרנזיסטורי FET‏, טרנזיסטורי BJT‏, דיודות גאן ודיודות IMPATT. לשם השגת מהירויות גבוהות יותר, פותחו טרנזיסטורים המותאמים במיוחד לשימושים הקשורים בגלי מיקרו. גרסה מותאמת של טרנזיסטור ה-BJT היא ה-heterojunction bipolar transistor (HBT)‎. גרסאות מותאמות של טרנזיסטור ה-FET כוללות את טרנזיסטורי ה-MESFET, ה-HEMT (נקרא גם HFET) וה-LMDOS.

ניתן לייצר גלי מיקרו באמצעות מעגלים משולבים הנקראים MMIC‏ (Monolithic Microwave Integrated Circuits). מעגלים אלה מיוצרים לרב תוך שימוש בפרוסות גליום-ארסניד, אך קיימת כיום מגמה של החלפת הגליום-ארסניד בצורן-גרמניום (שילוב של צורן וגרמניום) או צורן עם אילוח רב.

מכשירים מבוססי שפופרת ריק[עריכת קוד מקור | עריכה]

מכשירים מבוססי שפופרות ריק, פועלים בהסתמך על תנועתם הבליסטית של אלקטרונים בריק תחת השפעתם של שדות חשמליים או שדות מגנטיים. עם מכשירים אלו נמנים המגנטרון, שפופרת קלייסטרון, הגיירוטון ושפופרת הגל הנע (traveling wave tube - TWT). מכשירים אלו עובדים על ידי ויסות צפיפות ולא ויסות זרם. משמעות הדבר היא שפעולתם מתבססת על תעופה בליסטית של קבוצות אלקטרונים דרכם, ולא על מעברו של זרם אלקטרונים רציף.

שימושים בגלי מיקרו[עריכת קוד מקור | עריכה]

מגדל תקשורת בגלי מיקרו

השימוש המוכר ביותר בגלי מיקרו הוא בתנור המיקרוגל, מכשיר מטבח, המפעיל קרינת מיקרו לצורך חימום או בישול מזון.

גלי מיקרו עוברים בקלות יחסית דרך אטמוספירת כדור הארץ עם פחות הפרעות מאשר גלים בעלי אורכי גל ארוכים יותר. לגלי מיקרו גם רוחב סרט גדול יותר מאשר זה של גלי הרדיו. מסיבות אלו נעשה שימוש נרחב בגלי מיקרו לצורכי שידור והעברת מידע. לדוגמה:

  • טלפונים אלחוטיים - מכשיר טלפון עם קשר אלחוטי בין בסיס לשפופרת.
  • Wi-Fi ושן כחולה (Bluetooth) - תקשורת נתונים לטווחים קצרים מבוססת לעתים קרובות על תדרי מיקרו.
  • מכ"ם - (ראדאר) העושה שימוש בקרינת מיקרוגל לגילוי טווח, מהירות ותכונות נוספות של עצמים מרוחקים.
  • טלוויזיה בכבלים ואינטרנט בכבלים עושים שימוש בחלק מתדירויות גלי המיקרו הנמוכות.
  • טלפונים סלולריים, כאלו המבוססים על תקן GSM למשל, עושים שימוש בתדירויות הנמוכות של גלי המיקרו.
  • מייזר - מכשיר הדומה ללייזר אך פולט קרינה באורכי גל ארוכים יותר (מיקרוגל במקום אור).

היסטוריה ומחקר[עריכת קוד מקור | עריכה]

קיומם של גלים אלקטרומגנטים נחזה לראשונה בשנת 1864 על ידי ג'יימס קלרק מקסוול, לאחר שניסח את המשוואות הקרויות כיום על שמו. הראשון להוכיח ממש את קיומם של הגלים הללו היה היינריך רודולף הרץ, כאשר בשנת 1888 בנה מכשיר שייצר וגילה גלי מיקרו בתחום התא"ג (תדר אולטרה-גבוה, או UHF).

השימוש הראשון במינוח "מיקרוגל" נעשה כנראה בשנת 1931:

כשניסיונות עם אורכי גל באורכים קטנים עד ל-18 ס"מ התפרסמו, הובעה הפתעה בלתי סמויה שבעיית המיקרו-גלים נפתרה מהר כל-כך.

ג'ורנל הטלגרף והטלפון XVII‏, 179/1.[1]

השימוש הראשון במינוח, בהקשר אסטרונומי, נעשה, ככל הנראה, בשנת 1946 במאמרם של רוברט דיק ורוברט ברינגר, "קרינת מיקרוגל מהשמש והירח" ("Microwave Radiation from the Sun and Moon").

מחקר גלי המיקרו שזור במחקר תאוריית הקרינה האלקטרומגנטית מסיבות ברורות. היסטוריה נוספת בנוגע לתיאורית הקרינה האלקטרומגנטית ובייחוד חלקיה הקשורים לשימושים מודרניים בגלי מיקרו, ניתן לקרוא בערכי האישים שתרמו למחקר. הבולטים שביניהם:

בין המחקרים והעבודות שהתמקדו בגלי המיקרו ניתן למצוא:

השפעות בריאותיות[עריכת קוד מקור | עריכה]

חשיפה לקרינה אלקטרומגנטית יכולה לגרום מחלות קשות (כמו סרטן המוח, סרטן השד, גליומה,[2] סרטן הדם וכדומה) ובעיות בריאות שונות כמו כאבי ראש, עייפות, סחרחורות, פריחות, בחילות, בעיות עיכול, פגיעה בתאי זרע ועוד.[3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22]

לדוגמה, פורסם ברשת הטלוויזיה CBS בתוכנית CBS NEWS שצעירה בת 21 פתחה סרטן השד בדיוק בצמוד לאיזור בחזה שבו היא נהגה למקם את הטלפון הנייד שלה.[11]

בשנת 2011 ארגון הבריאות העולמי (World Health Organization) קבע שטלפונים ניידים יכולים לגרום לסרטן.[4][23][11]

ברשת הטלוויזיה CNN הומלץ מספר פעמים להרחיק טלפונים ניידים מהראש בגלל הקביעה של ארגון הבריאות העולמי שהם יכולים לגרום לסרטן.[23][4][6]

משרד הבריאות של מדינת קליפורניה פרסמה מסמך שנאסר לפרסום במשך 7 שנים שגם ממליץ להגדיל את המרחק של הטלפון הנייד מהגוף, לא לישון לידו ולא לשים אותו בכיס או צמוד לגוף, אלא במקרה שהוא מכובה.[12] המסמך מציין ששימוש ממושך בטלפונים ניידים יכול להגדיל את הסיכוי לחלות בסרטן המוח ובמחלות נוספות.[12]

המסמך מוסיף שילדים יכולים להיות בדרגת סיכון גבוהה יותר ממבוגרים כי הקרינה אלקטרומגנטית יכולה לחדור עמוק יותר לתוך מוחם.[12] דבר זה גם הוסבר על ידי דברה דייוויס, ג'ורג' קרלו ור. ס. שרמה שהסבירו שקרינה זו מזיקה מאוד לילדים.[20][21][22]

הנושא הזה עדיין נמצא במחקר אך הוא שנוי במחלוקת מתמשכת שקשורה גם ללחץ מצד גורמים כלכליים, תעשיינים, תאגידים וחברות גדולות (כמו מוטורולה)[24] שמנסות להוכיח שמוצריהן בטוחים לשימוש.[13][25][26][27][28] [29][24][30][31][32] אותם תאגידים טוענים שמוצריהם בטוחים לשימוש.

השפעת התעשייה על המדע בתחום הקרינה האלקטרומגנטית[עריכת קוד מקור | עריכה]

נמצא שחברות גדולות מתעשיית הטלפונים הסלולרים מממנות חלק גדול מהמחקרים בנושא (לפחות 44% לפי מקור אחד,[25] לפחות 87% לפי מקור אחר[33]) ומשפיעות מאוד על הפרשנות של הממצאים במחקרים שהן מממנות.[25][33][34][26][27][28][29][24][30]

אותה מגמה קיימת גם בתאגידים וחברות גדולות המפתחות מוצרים מתחומים אחרים.[35][36][37][38][39][40][41][42][43]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ ציטוט מקורי: "When trials with wavelengths as low as 18 cm. were made known, there was undisguised surprise that the problem of the micro-wave had been solved so soon." Telegraph & Telephone Journal XVII. 179/1
  2. ^ Michael Carlberg, Lennart Hardell, Evaluation of Mobile Phone and Cordless Phone Use and Glioma Risk Using the Bradford Hill Viewpoints from 1965 on Association or Causation, BioMed Research International, 2017, 2017, עמ' 1–17 doi: 10.1155/2017/9218486
  3. ^ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1469943/?tool=pmcentrez
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 CNN, By Danielle Dellorto,. "WHO: Cell phone use can increase possible cancer risk" (באנגלית). בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  5. ^ RFSAFE (21 בנובמבר 2013), Cell Phone Radiation Safety Tips With Dr Sanjay Gupta on Anderson Cooper 360, בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017 
  6. ^ 6.0 6.1 RFSAFE (21 בנובמבר 2013), Dr Sanjay Gupta explains Cell Phone Radiation Hazards, בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017 
  7. ^ Welcome to the National Quiet Zone - CNN Video, בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017 
  8. ^ CNN, Carina Storrs, for. "Cell phone-related cancer for rats raises alarm". CNN. בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  9. ^ CNN, Carina Storrs, for. "Cell phone-related cancer for rats raises alarm". CNN. בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  10. ^ CNN (19 במאי 2011), CNN: Are cell phones safe to use?, בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017 
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 "Cellphone safety: Where do you keep your phone?" (באנגלית). בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 12.3 "Cellphone Radiation Exposure Fact Sheet Draft Released By California Health Officials" (באנגלית). 2 במרץ 2017. בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  13. ^ 13.0 13.1 "Research on Industry Influence on EMFs - Environmental Health Trust". Environmental Health Trust (באנגלית). בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  14. ^ Manya Prasad, Prachi Kathuria, Pallavi Nair, Amit Kumar, Mobile phone use and risk of brain tumours: a systematic review of association between study quality, source of funding, and research outcomes, Neurological Sciences: Official Journal of the Italian Neurological Society and of the Italian Society of Clinical Neurophysiology, 38, May 2017, עמ' 797–810 doi: 10.1007/s10072-017-2850-8
  15. ^ Michael Carlberg, Lennart Hardell, Evaluation of Mobile Phone and Cordless Phone Use and Glioma Risk Using the Bradford Hill Viewpoints from 1965 on Association or Causation, BioMed Research International, 2017, 2017, עמ' 1–17 doi: 10.1155/2017/9218486
  16. ^ Electromagnetic fields and public health, World Health Organization (בen-GB)
  17. ^ "Ethekwini’s secret deal with MTN leaves residents sick". CityPress (באנגלית). בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  18. ^ "What It’s Like to Be Allergic to Wi-Fi". Science of Us (באנגלית). בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  19. ^ A. B. C. News, Wi-Fi Lawsuit Draws Attention to Controversial Syndrome, ABC News, ‏2015-08-26
  20. ^ 20.0 20.1 Environmental Health Trust (8 בספטמבר 2015), 5/9/2015 George Washington University: Dr. Sharma and Dr. Davis: Science and Policy on Wireless, בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017 
  21. ^ 21.0 21.1 Environmental Health Trust (18 בספטמבר 2015), The Medical Term for Wi-Fi in School, בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017 
  22. ^ 22.0 22.1 Environmental Health Trust (19 בספטמבר 2015), Cell Towers on School Grounds Are Not Safe: George Washington University Scientific Lecture Excerpt, בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017 
  23. ^ 23.0 23.1 UFO Museum (13 ביוני 2013), CNN Breaking News : Cell phone CANCER risks (iPhone, Galaxy, Blackberry), בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017 
  24. ^ 24.0 24.1 24.2 "UW Scientist Henry Lai Makes Waves in the Cell Phone Industry". Seattle Magazine (באנגלית). 14 בדצמבר 2010. בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  25. ^ 25.0 25.1 25.2 Anke Huss, Matthias Egger, Kerstin Hug, Karin Huwiler-Müntener, Source of Funding and Results of Studies of Health Effects of Mobile Phone Use: Systematic Review of Experimental Studies, Environmental Health Perspectives, 115, 2007-1, עמ' 1–4 doi: 10.1289/ehp.9149
  26. ^ 26.0 26.1 Lennart Hardell, MD , PhD , Martin J. Walker, MA , Bo Walhjalt, Lee S. Friedman, BA , MSc , and Elihu D. Richter, MD, [http://mobilfunk-debatte.de/pdf/Mobilfunk_Politik/Hardellsecret_ties.pdf Secret Ties to Industry and Conflicting Interests in Cancer Research], AMERICAN JOURNAL OF INDUSTRIAL MEDICINE, 2006
  27. ^ 27.0 27.1 Elia Valentini, Michele Ferrara, Fabio Presaghi, Luigi De Gennaro, Republished review: systematic review and meta-analysis of psychomotor effects of mobile phone electromagnetic fields, Postgraduate Medical Journal, 87, September 2011, עמ' 643–651 doi: 10.1136/pgmj.2009.047027rep
  28. ^ 28.0 28.1 Lennart Hardell, World Health Organization, radiofrequency radiation and health - a hard nut to crack (Review), International Journal of Oncology, 51, 2017-08-01 doi: 10.3892/ijo.2017.4046
  29. ^ 29.0 29.1 "“Radiation Research” and The Cult of Negative Results". Microwave News. 6 באפריל 2012. בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  30. ^ 30.0 30.1 Paul J Rich, [http://www.ipsonet.org/proceedings/wp-content/uploads/2012/07/Proceedings-of-the-PSO-New-Series-no.-11.pdf Proceedings of the Policy Studies Organization New Series, No. 11], PSO journals
  31. ^ Lee Friedman, Michael Friedman, Financial Conflicts of Interest and Study Results in Environmental and Occupational Health Research, Journal of Occupational and Environmental Medicine, 58, March 2016, עמ' 238 doi: 10.1097/JOM.0000000000000671
  32. ^ Justin E. Bekelman, Yan Li, Cary P. Gross, Scope and impact of financial conflicts of interest in biomedical research: a systematic review, JAMA, 289, 2003 Jan 22-29, עמ' 454–465
  33. ^ 33.0 33.1 ANDREW A. MARINO, SIMONA CARRUBBA, The Effects of Mobile-Phone Electromagnetic Fields on Brain Electrical Activity: A Critical Analysis of the Literature, Electromagnetic Biology and Medicine, 28, 2009-01-01, עמ' 250–274 doi: 10.3109/15368370902918912
  34. ^ Sarah J. Starkey, Inaccurate official assessment of radiofrequency safety by the Advisory Group on Non-ionising Radiation, Reviews on Environmental Health, 31, 2016-12-01 doi: 10.1515/reveh-2016-0060
  35. ^ Kathleen Ruff, Scientific journals and conflict of interest disclosure: what progress has been made?, Environmental Health, 14, 2015-05-30 doi: 10.1186/s12940-015-0035-6
  36. ^ Xaver Baur, Lygia Therese Budnik, Kathleen Ruff, David S Egilman, Ethics, morality, and conflicting interests: how questionable professional integrity in some scientists supports global corporate influence in public health, International Journal of Occupational and Environmental Health, 21, 2015-3, עמ' 172–175 doi: 10.1179/2049396714Y.0000000103
  37. ^ Maira Bes-Rastrollo, Matthias B. Schulze, Miguel Ruiz-Canela, Miguel A. Martinez-Gonzalez, Financial Conflicts of Interest and Reporting Bias Regarding the Association between Sugar-Sweetened Beverages and Weight Gain: A Systematic Review of Systematic Reviews, PLOS Medicine, 10, 2013-12-31, עמ' e1001578 doi: 10.1371/journal.pmed.1001578
  38. ^ Adam G. Dunn, Enrico Coiera, Kenneth D. Mandl, Florence T. Bourgeois, Conflict of interest disclosure in biomedical research: a review of current practices, biases, and the role of public registries in improving transparency, Research Integrity and Peer Review, 1, 2016-05-03, עמ' 1 doi: 10.1186/s41073-016-0006-7
  39. ^ David Rosner, Gerald Markowitz, The politics of lead toxicology and the devastating consequences for children, American Journal of Industrial Medicine, 50, October 2007, עמ' 740–756 doi: 10.1002/ajim.20435
  40. ^ Bernard Lo, Marilyn J. Field, Education Institute of Medicine (US) Committee on Conflict of Interest in Medical Research, Conflicts of Interest in Biomedical Research, National Academies Press (US), 2009. (באנגלית)
  41. ^ "Meet the ‘rented white coats’ who defend toxic chemicals". Center for Public Integrity. בדיקה אחרונה ב-17 בנובמבר 2017. 
  42. ^ Peter C. Gøtzsche, Asbjørn Hróbjartsson, Helle Krogh Johansen, Mette T. Haahr, Ghost Authorship in Industry-Initiated Randomised Trials, PLOS Medicine, 4, 2007-01-16, עמ' e19 doi: 10.1371/journal.pmed.0040019
  43. ^ Yann Joly L.L.B, L.L.M, PhD Candidate, Flora Wahnon B Sc, Bartha Maria Knoppers O.C. PhD, [http://yannjoly.openum.ca/files/sites/57/2016/02/Impact-of-the-Commercialization-of-Biotechnology-Research-on-the-Communication-of-Research-Results-North-American-Perspective.pdf Impact of the Commercialization of Biotechnology Research on the Communication of Research Results: North American Perspective], Harvard Health Policy Review