mikrovlny jsou velmi užitečným zařízením na vaření. Jsou to kompaktní, malé, ale neuvěřitelně všestranné stroje-tak jak fungují?

za mikrovlnami je neuvěřitelné množství vědy a techniky, ale vše lze rozdělit na snadno pochopitelné a strávitelné kousky.

mikrovlnné trouby fungují hlavně generováním mikrovlnného záření-které prochází potravinou a vaří ji. Mikrovlny nejsou specifické pro mikrovlnné trouby, spíše jsou formou elektromagnetické vlny s vlnovou délkou v rozsahu frekvence mezi 300 MHz až 300 GHz (vlnová délka kolem 1 m a 1 mm). Mikrovlnné trouby obecně používají frekvenci 2450 MHz (vlnová délka 12,24 cm).

Když ve srovnání s jinými typy záření, mikrovlny spadají mezi rádiové vlny, které mají tendenci být delší a infračervené vlny, které jsou kratší.

Co dělá mikrovlny tak specializované na vaření, je to, jak interagují s molekulami vody.

věda za mikrovlnami

uvnitř mikrovlnné trouby jsou mikrovlny vytvářeny pomocí zařízení zvaného magnetron. Ve svém jádru jsou magnetrony vysokonapěťové motory, které vydávají energii spíše ve formě mikrovln než mechanické práce.

uvnitř mikrovlnné trouby transformátor zvyšuje elektřinu ze zásuvky 120V v USA nebo 110V v Evropě na přibližně 4000 voltů. Toto zvýšené napětí je zapotřebí k napájení magnetronu, což způsobuje zahřívání vlákna v jádru zařízení. Jak se toto vlákno zahřívá, uvolňují se elektrony. Mikrovlnná trouba dává tyto elektrony do práce.

kruhový magnet se nachází v blízkosti vyhřívaného vlákna. Normálně se elektrony, které se uvolňují vlákna stanou přitahovány k anodě, ale protože umístění magnetu, elektrony smyčky zpět na vlákno samotné. Tato smyčka elektronů je to, co ve skutečnosti vytváří mikrovlny.

to vše mohlo znít trochu složitě a lze to vysvětlit bez diagramů. Pro hlubší ponor do pochopení toho, jak magnetrony a nakonec mikrovlny fungují, se podívejte na video níže.

jste v bezpečí stát vedle mikrovlnné trouby?

jeden populární mýtus o mikrovlnách je, že vám mohou dát rakovinu. To může pramenit z použití slova „záření“ při popisu toho, jak fungují, a také ze strachu, že toto mikrovlnné záření může unikat z mikrovlnné trouby. Záření se v tomto případě týká energie, která vyzařuje ze zdroje, a nikoli radioaktivity.

mikrovlny však neobsahují dostatek energie pro chemickou změnu látek ionizací – jsou příkladem neionizujícího záření. Jiné typy elektromagnetických vln, jako jsou ultrafialové a rentgenové paprsky, mají více energie na foton, a tak mohou způsobit rakovinu.

související: 9 VĚCÍ, KTERÉ BYSTE OPRAVDU NEMĚLI MIKROVLNNÁ trouba,

mikrovlnné trouby může, samozřejmě, způsobí, topení a popálenin, ale mikrovlnné trouby jsou navrženy s kovové pletivo na dvířka spotřebiče udržet mikrovlny z úniku. Tyto kovové sítě jsou dostatečně velké, abyste viděli vaření jídla, ale otvory nejsou dostatečně velké, aby mikrovlny proklouzly. Mikrovlnné trouby mají také vestavěná bezpečnostní zařízení, která neumožňují, aby trouba fungovala, když jsou dveře otevřené.

Takže, na konci dne nebudete mít rakovinu, když stojím příliš blízko k mikrovlnné troubě, protože paprsky nejsou ionizující, a nebudeš dostat vařené.

Tak jsme se dostali přes základní vědu, ale pořád ale nevím, proč přesně, mikrovlnná trouba práci tak dobře, aby teplo jídlo rychle.

Jak mikrovlny zahřívají molekuly vody

používá mikrovlny v mikrovlnné troubě jsou odesílány prostřednictvím typu antény, které programy je do vaření prostoru spotřebiče. Vlny jsou obsaženy uvnitř spotřebiče díky pevným kovovým stěnám (a síťovým dveřím). Tyto mikrovlny jsou pak absorbovány molekulami vody uvnitř potravy. Energie z mikrovln způsobuje, že molekuly vody rychle vibrují, což ohřívá jídlo.

V podstatě, protože molekuly vody snadno absorbovat mikrovlny, které způsobují molekuly začít vibrační rychle, to se stává mechanismus otočit mikrovlnné energie na tepelnou energii. Stejně jako cam a válec je mechanické zařízení pro převod rotační energii na lineární pohyb, tak příliš jsou interakce mikrovln a molekuly vody způsob přeměny mikrovlnné energie na tepelnou energii.

ale proč právě molekuly vody vibrují? Molekuly vody jsou polární, což znamená, že mají kladně nabitou stranu a záporně nabitou stranu. Mikrovlny mají kladný hřeben a záporný hřeben, stejně jako každá vlna. Jak se mikrovlny pohybují po celé vnitřní straně mikrovlnné trouby, molekuly vody se pokusí zarovnat své póly s póly mikrovlnné trouby. Vzhledem k tomu, mikrovlny pohybovat rychle uvnitř spotřebiče, molekuly vody se rychle snaží udržet sladit se s pohybem vln.

Jak rychle se to děje? Kladná a záporná pole mikrovln se pohybují zhruba 2,5 miliardkrát za sekundu. Když zkombinujete tento efekt s reakcí molekuly vody, můžete si začít uvědomovat, jak mikrovlny vaří jídlo tak rychle a efektivně.

proč mikrovlny vaří nerovnoměrně?

poslední otázkou, kterou musíme odpovědět, je, proč jsou na vnitřní straně mikrovlnné trouby často mrtvé skvrny. Například, proč je střed vašeho jídla často mnohem chladnější než okraje?

k tomu dochází, protože některé mikrovlny se navzájem ruší. Často jsou tato místa zrušení lokalizována, což znamená, že některé oblasti mikrovlnné trouby nedostanou žádné „teplo“.

související: věda říká, že nejlepší způsob, jak udělat čaj, je mikrovlnná trouba

v podstatě, když vrchol jedné vlny zasáhne údolí jiné vlny, výsledkem je zrušená vlna. To je důvod, proč většina mikrovln používá rotující misku, aby zajistila rovnoměrné vaření.

tak fungují mikrovlnné trouby. Jsou spotřebiče, které používají magnety produkují elektromagnetické záření v určité vlnové délce, která je zaměřena na molekuly vody v potravinách, což způsobuje jejich vibrace a teplo rychle. Až příště něco uvaříte v mikrovlnné troubě, nebudete se na to dívat stejně.