MIKROVLNY
VYUŽITÍ V BĚŽNÉM ŽIVOTĚ A VE ZDRAVOTNICTVÍ
ÚVOD
• Mikrovlny jsou elektromagnetické vlny o vlnové délce od 1mm do 1m, což odpovídá frekvenci 300 MHz (0,3GHz) až 300GHz
• Pásma Ultra high frequency (UHF), Super high frequency (SHF) a Extremely high frequency (EHF)
• Elektromagnetické vlny o vyšší frekvenci (tedy kratší vlnové délce) se nazývá decimilimetrové vlny, terahertzové záření nebo také paprsky T (T-rays).
• Vlny delší vlnové délky jsou ultrakrátké vlny (UKV) / Ultra high frequency (UHF) a radiové vlny.
• Využívají se v mnoha odvětvích lidské činnosti, nejen k ohřevu potravin ale i například k vysoušení knih či tkanin, obrábění materiálů, přenosu informací, radiolokaci, restaurování uměleckých děl, tavení skla, navigaci a v mnoha dalších
OBJEV MIKROVLN
• V roce 1886 James Clerk Maxwell svými známými rovnicemi objevil elektromagnetické záření, v jehož spektru jsou mikrovlny
• V roce 1888 Heinrich Hertz demonstroval existenci elektromagnetických vln, když vyrobil aparaturu, která produkovala a detekovala mikrovlny ve spektru VKV (velmi krátkých vln)
JAMES CLERK MAXWELL
HEINRICH HERTZ
HERTZOVA APARATURA
• Skládala se z obřího induktoru (cívky) s jiskřištěm v jednom rohu místnosti a oscilátoru (dvou kovových koulí vzájemně vzdálených jen pětinu milimetru s připojeným kusem drátu coby anténou) ve druhém rohu. Po spuštění
induktoru se objevily jiskry i na druhé aparatuře
• Tím byl poprvé dokázán přenos elektromagnetických vln bez použití vodičů
• Hertz dále dokázal i možnost nové vlny odrážet a lámat a tím prokázal, že mají stejný charakter jako světlo
HERTZOVA APARATURA
VYUŽITÍ V BĚŽNÉM ŽIVOTĚ
• Vysoušení dřeva
Prohřívají materiál účinněji než pouhým ohřevem povrchu. Proto jsou využívány k vysoušení různých materiálů, například dřeva
• Vysoušení knih
Mikrovlny vysoušejí hlavně vodu a proto se využívají i při sušení starých knih a listin
Šetrné k písemnostem, vysouší rovnoměrně a navíc rychle Využito například při povodních v roce 2002
• Hubení domácích škůdců
Těla všech živočichů obsahují velké množství vody, takže působení mikrovln je usmrtí a okolní prostředí to nijak nepoškodí
VYUŽITÍ V BĚŽNÉM ŽIVOTĚ
• Vysoušení zdiva
• Přenos informací
Wi-fi připojení k internetu, propojování zařízení Sítě mobilních telefonů a další
• Radiolokace – radar
• Mikrovlnné zbraně - například proti demonstrantům. Vyvolávají nepříjemné reakce organismu a mohou způsobit i popáleniny
MIKROVLNNÁ TROUBA
• Percy Spencer, si poprvé všiml, že mohou mikrovlny sloužit k ohřevu potravin, když vyráběl magnetron (= zdroj mikrovlnného záření) pro radar firmě
Raytheon a zjistil, že se mu v kapse rozpustila čokoláda
• Mikrovlny o frekvenci 2,45GHz a vlnové délce kolem 12 cm
• Potraviny obvykle obsahují velké množství vody a navíc mikrovlny neohřívají nádoby (sklenice, talíře, keramické hrníčky)
• Silné elektromagnetické pole, které se rychle mění, tím pádem se molekuly vody začnou rychle otáčet, aby zůstali srovnané právě s tímto magnetickým polem -> molekulární tření -> ohřev
MAGNETRON
MIKROVLNNÁ TROUBA
• Video: Jak funguje mikrovlnná trouba:
https://youtu.be/5VOOF8xtV00
VYUŽITÍ V LÉKAŘSTVÍ –
MIKROVLNNÁ HYPERTERMIE
• Mikrovlnná hypertermie je lékařská metoda, při níž je tkáň vystavena pomocí mikrovlnného záření zvýšené teplotě. Následkem toho tyto tkáně odumírají nebo jsou náchylnější k odumření. Používá se např. při léčbě zvětšené prostaty či jako alternativní způsob léčby u některých typů rakoviny jater
• Důvodem, proč by mohla být hypertermie použita k léčbě rakoviny, je rozdíl ve fyziologii rakovinné a normální zdravé tkáně, díky čemuž je nádorová tkáň
náchylnější k přehřátí.
• Obecně však použití mikrovlnné termoterapie k léčbě rakoviny není podpořeno solidními důkazy a není doporučeno
TRANSURETHRÁLNÍ MIKROVLNNÁ
TERAPIE = Léčba zvětšené prostaty
PACIENT PODSTUPUJE LOKÁLNÍ
HYPERTERMICKOU LÉČBU RAKOVINY HLAVY
A KRKU
CELOTĚLOVÝ OBLEK POUŽÍVANÝ PŘI
TERAPII HYPERTERMIÍ
VYUŽITÍ V LÉKAŘSTVÍ – MIKROVLNNÁ DIATERMIE
• Mikrovlnná diatermie je léčebná metoda, která využívá elektromagnetickou energii o frekvenci 2,4 GHz a vlnové délce 12,5 cm
• Je určena k vytváření hloubkového tepla 41 – 45°C v tělesné tkáni a to především ve svalech
• Mírné teplo mikrovlnné diatermie zvyšuje průtok krve, urychluje látkovou výměnu a rychlost difúze iontů přes buněčnou membránu
• Urychluje hojení, snižuje zánětlivost, relaxuje svaly, snižuje bolestivost, zvyšuje přísun živin a kyslíku
• Mezi vedlejší účinky mikrovlnné diatermie patří možnost vzniku popálenin kůže při zahřátí potu
• Mikrovlnnou léčbu nelze použít v přítomnosti aktivních infekcí, těhotenství nebo kovových implantátů
FREKVENCE DIATERMIE
VYUŽITÍ V LÉKAŘSTVÍ – MIKROVLNNÁ TERAPIE
• Mikrovlny jsou vysílány ze zařízení se silným magnetickým polem
(magnetron). Pomocí mikrovlnové terapie se dobře zahřívají svaly, špatně tuk a kosti
• Osvědčuje se při ozařování malých oblastí tkáně v očním lékařství, v otorinolaryngologii apod.
• V kosmetologii speciální zákrok, jehož hlavním účelem je oživit pokožku.
Mikrovlny stimulují v kůži tvorbu kolagenu a elastinu, které pokožce dávají pevnost a pružnost. Vyhlazení vrásek, výrazné zlepšení pleti, odstraňuji se drobné vrásky, váčky pod očima
• Ideální je umístění ve faradayově kleci a napájení ze samostatného elektrického okruhu
ZDROJE
• https://www.abgnail.cz/cs/services/mikrovlny
• https://cs.wikipedia.org/wiki/Mikrovlnn%C3%A1_hypertermie
• https://www.wikiskripta.eu/w/Elektrostimula%C4%8Dn%C3%AD_metody
• https://cs.wikipedia.org/wiki/Mikrovlny#Historie
• https://patients.uroweb.org/cz/transurethralni-mikrovlnna-terapie-tumt/
• http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/892-urychlovac-castic-v-domacnosti-mikrovlnna-t rouba
• https://youtu.be/5VOOF8xtV00
• Biofyzika pro studenty zdravotnických oborů – J. Rosina, H. Kolářová, J. Stanek
