Prawdopodobnie używasz mikrofalówki prawie każdego dnia w swoim życiu, ale możesz nie zdawać sobie sprawy jak ona działa. Wielu obawia się, że mogą one wywołać raka lub zaszkodzić w inny sposób, ale dlaczego nie poświęcić trochę czasu na naukę, aby zdać sobie sprawę, że mikrofale nie działają w ten sposób.
Mikrofale, fale, są w rzeczywistości formą energii, która jest używana w mikrofalówkach, urządzeniach, do podgrzewania żywności. Pod względem długości fali i częstotliwości, mikrofale plasują się pomiędzy promieniowaniem podczerwonym a falami radiowymi. Na wypadek, gdyby ta forma odniesienia nic dla Ciebie nie znaczyła, mikrofalówka ma około 12 centymetrów od czubka do czubka lub 10^-2 metrów. Ta długość fali jest łatwo absorbowana przez większość żywności, a w szczególności przez cząsteczki wody, co powoduje jej podgrzanie. Wkrótce przejdziemy do konkretów, ale najważniejsze pytanie: czy mikrofale wywołują raka?
Pomimo tego, co powiedziała ci babcia, cząsteczki, które tworzą mikrofale, fotony, nie mają wystarczającej energii, aby wywołać raka. Podobne, ale silniejsze fale, takie jak ultrafiolet i promieniowanie rentgenowskie, mają więcej energii na foton i mogą powodować raka.
Gdy już rozumiemy, czym dokładnie są mikrofale, jak działają same kuchenki mikrofalowe? Magnetron jest podstawową technologią w kuchenkach mikrofalowych. Nie, nie jest to nazwa robota transformującego, jest to raczej silnik wysokiego napięcia służący do wytwarzania mikrofal. Transformator elektryczny przekształca prąd zmienny o napięciu 120 V z gniazdka ściennego w prąd o napięciu 4000 V lub wyższym, którym zasilany jest magnetron. To wysokie napięcie podgrzewa żarnik w rdzeniu magnetronu powodując, że uwalnia on nadmiar energii w postaci elektronów. Elektrony te normalnie lecą na zewnątrz od katody (żarnika) do anody (dodatnich zacisków), ale okrągły magnes zagina je z powrotem w kierunku żarnika. To zginanie od magnesu stałego powoduje, że elektrony lecą w swego rodzaju pętli.
W szerszej skali, jak te elektrony są wysyłane z żarnika i latające w pętlach, mikrofale są tworzone. Zasadniczo, zapętlone elektrony przelatują obok zacisków anodowych w sposób ciągły. Gdy elektron przelatuje obok otworu między anodami, wytwarza mikrofalę. Pomyśl o tym jak o dmuchaniu na otwarty koniec butelki.
Zrozumienie jak kuchenka mikrofalowa, a dokładniej magnetron, wytwarza mikrofale jest kluczowe, ale jak te fale podgrzewają twoje hot pockets? Cóż, mikrofale są przesyłane z magnetronu przez antenę. Mikrofale następnie odbijają się od wnętrza metalowej obudowy mikrofalówki w różnych wzorach. Fale te są następnie łatwo absorbowane przez cząsteczki wody w żywności. Molekuły absorbują fale, co powoduje, że zaczynają one wibrować, zamieniając energię w ciepło. Żywność o niskiej zawartości wody nie jest zwykle narażona na działanie mikrofal. Jest to również podstawowa zasada materiałów bezpiecznych dla mikrofalówek.
Głębiąc się w temat, dlaczego absorpcja mikrofal przez cząsteczki wody powoduje nagrzewanie się żywności, musimy przyjrzeć się polom elektrycznym. Cząsteczki wody, podobnie jak magnesy, są naładowane dodatnio z jednej strony i ujemnie z drugiej. Mikrofale są również dodatnie w swojej górnej części, a ujemne w dolnej. Kiedy mikrofale uderzają w cząsteczkę wody, próbuje ona ustawić się zgodnie z polem fali. Ponieważ mikrofale są w rzeczywistości falami, ich dodatnie i ujemne pola są w ciągłym ruchu, -2,5 miliarda razy na sekundę w przypadku mikrofal. To w połączeniu z cząsteczką wody próbuje ustawić się ze zmieniającymi się polami oznacza wibracje. Wibracja oznacza tarcie, a tarcie oznacza ciepło.
Wiemy więc czym są mikrofale i wiemy jak podgrzewają jedzenie, ale dlaczego podgrzewają jedzenie tak szybko i dlaczego w naszym jedzeniu często pojawiają się zimne miejsca?
Mikrofale podgrzewają jedzenie tak szybko, ponieważ gotują wszystkie części jedzenia w tym samym czasie. Patelnia gotuje jedzenie tylko poprzez przewodzenie, gdzie jedzenie jest w kontakcie z patelnią. Ponieważ mikrofale przechodzą przez każdy aspekt gotowanego jedzenia, może ono być podgrzewane zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie jednocześnie. Ale, że również oznacza, że może być zimne miejsca ze względu na naturę fal.
Zimne miejsca w żywności mikrofalowej są spowodowane, gdy mikrofale anulować siebie. Kiedy pozytywna strona fali i negatywna strona fali uderzyć siebie, anulują się do równego nie fali. Myśląc o tym bardziej rudymentarnie, rozbiłem to na to nagrodzone równanie:
(1 ciepło) + (-1 ciepło) = 0 ciepło
To powoduje „martwe strefy” w mikrofalach, gdzie nie występuje ogrzewanie. To dlatego większość nowoczesnych mikrofalówek zawiera obracający się talerz. Obracający się talerz porusza żywność w i z martwych stref wytwarzając bardziej równomierne ogrzewanie.
To tylko w przybliżeniu obejmuje wszystko związane z funkcją nowoczesnych mikrofalówek. Te urządzenia stały się kluczowe dla naszej codziennej rutyny i obejmują przyzwoitą ilość nauki i inżynierii. Miejmy nadzieję, że teraz już nigdy nie będziesz w stanie spojrzeć na mikrofalówkę w ten sam sposób.