mikrobølger er en meget nyttig madlavningsenhed. De er kompakte, små, men utroligt alsidige maskiner-så hvordan fungerer de?
der er en utrolig mængde videnskab og teknik bag mikrobølger, men det kan alle opdeles i let at forstå og fordøje bits.
Mikrobølgeovne fungerer hovedsageligt ved at generere mikrobølgestråling – som føres gennem maden og koger den. Mikrobølger er ikke specifikke for mikrobølgeovne, snarere er de en form for elektromagnetiske bølger med en bølgelængde i frekvensområdet mellem 300 MH og 300 GH (en bølgelængde på omkring 1 m og 1 mm). Mikrobølgeovne bruger generelt en frekvens på 2450 MHG (en bølgelængde på 12,24 cm).
sammenlignet med andre typer stråling falder mikrobølger mellem radiobølger, som har tendens til at være længere, og infrarøde bølger, som er kortere.
hvad der gør mikrobølger så specialiserede til madlavning er, hvordan de interagerer med vandmolekyler.
videnskaben bag mikrobølger
inde i mikrobølgeovne oprettes mikrobølgerne ved hjælp af en enhed kaldet en magnetron. I deres kerne er Magnetroner højspændingsmotorer, der udsender energi i form af mikrobølger snarere end mekanisk arbejde.
inde i mikrobølgeovnen, en transformer trin op elektricitet fra stikkontakten, 120V i USA, eller 110V i Europa, til omkring 4000 volt. Denne øgede spænding er nødvendig for at drive magnetronen, hvilket får et filament til at varme op i kernen af enheden. Når dette filament opvarmes, frigives elektroner. Mikrobølgeovnen sætter disse elektroner i arbejde.
en cirkulær magnet er placeret nær det opvarmede filament. Normalt vil de elektroner, der frigives af filamentet, blive tiltrukket af anoden, men på grund af magnetens placering løber elektronerne tilbage til selve filamentet. Denne looping af elektroner er det, der faktisk skaber mikrobølger.
alt dette kan have lydt lidt komplekst, og det kan være, når det forklares uden diagrammer. For et dybere dyk i forståelsen af, hvordan Magnetroner og i sidste ende mikrobølger fungerer, skal du se på videoen nedenfor.
er du sikker på at stå ved siden af en mikrobølgeovn?
en populær myte om mikrobølger er, at de kan give dig kræft. Dette kan stamme fra brugen af ordet ‘stråling’ til at beskrive, hvordan de fungerer, samt en frygt for, at denne mikrobølgestråling kan lække ud af mikrobølgeovnen. Stråling henviser i dette tilfælde til energi, der udstråler fra en kilde, og ikke til radioaktivitet.
mikrobølger indeholder dog ikke nok energi til kemisk at ændre stoffer gennem ionisering – de er et eksempel på ikke-ioniserende stråling. Andre typer elektromagnetiske bølger som ultraviolet og røntgenstråler besidder mere energi pr.
relateret: 9 ting, som du virkelig ikke burde mikrobølgeovn
mikrobølger kan naturligvis forårsage opvarmning og forbrændinger, men mikrobølgeovne er alle designet med et metalnet på døren til apparatet for at forhindre mikrobølgerne i at lække ud. Disse metalmasker er store nok til, at du kan se din mad madlavning, men hullerne er ikke store nok til, at mikrobølgerne glider igennem. Mikrobølgeovne har også indbyggede sikkerhedsanordninger, der ikke tillader ovnen at arbejde, mens døren er åben.
så i slutningen af dagen får du ikke kræft fra at stå for tæt på en mikrobølgeovn, fordi strålerne ikke ioniserer, og du bliver heller ikke kogt.
så vi er kommet igennem den grundlæggende videnskab, men vi har stadig ikke dækket, hvorfor nøjagtigt mikrobølger fungerer så godt til at opvarme mad hurtigt.
hvordan mikrobølger opvarmer vandmolekyler
mikrobølgerne, der bruges i en mikrobølgeovn, sendes ud gennem en type antenne, der kanaliserer dem ind i apparatets kogeområde. Bølgerne er indeholdt inde i apparatet takket være de faste metalvægge (og maskedør). Disse mikrobølger absorberes derefter af vandmolekylerne inde i fødevaren. Energien fra mikrobølgerne får vandmolekylerne til at vibrere hurtigt, hvilket opvarmer maden.
i det væsentlige, fordi vandmolekyler let absorberer mikrobølger, som får molekylerne til at begynde at vibrere hurtigt, bliver dette en mekanisme til at omdanne mikrobølgeenergi til termisk energi. Ligesom en cam og rulle er en mekanisk enhed til omdannelse af rotationsenergi til lineær bevægelse, er interaktionerne mellem mikrobølger og vandmolekyler også en måde at omdanne mikrobølgeenergi til varmeenergi.
men hvorfor vibrerer bare vandmolekylerne? Vandmolekyler er polære, hvilket betyder, at de har en positivt ladet side og en negativt ladet side. Mikrobølger har en positiv kam og en negativ kam, ligesom enhver bølge gør. Når mikrobølgerne bevæger sig gennem indersiden af mikrobølgeovnen, vil vandmolekylerne forsøge at justere deres poler med mikrobølgens. Da mikrobølger bevæger sig hurtigt inde i apparatet, forsøger vandmolekylerne hurtigt at holde sig i overensstemmelse med bølgernes bevægelse.
hvor hurtigt sker det? Mikrobølgernes positive og negative felter bevæger sig omkring 2,5 milliarder gange i sekundet. Når du kombinerer denne effekt med vandmolekylets reaktion, kan du begynde at indse, hvordan mikrobølger tilbereder mad så hurtigt og effektivt.
hvorfor koger mikrobølger ujævnt?
det sidste spørgsmål, vi skal svare på, er, hvorfor der ofte er døde pletter på indersiden af mikrobølgeovne. For eksempel, hvorfor er midten af din mad ofte meget koldere end kanterne?
dette sker, fordi nogle af mikrobølgerne ender med at annullere hinanden. Ofte er disse annulleringssteder lokaliseret, hvilket betyder, at nogle områder af mikrobølgeovnen ikke får nogen “varme”.
relateret: videnskab siger, at den bedste måde at lave te på er at mikrobølge den
i det væsentlige, når toppen af en bølge rammer dalen af en anden bølge, er resultatet en annulleret bølge. Derfor bruger de fleste mikrobølger en roterende skål for at sikre jævn madlavning.
så Sådan fungerer Mikrobølgeovne. De er apparater, der bruger magneter til at producere elektromagnetisk stråling ved en bestemt bølgelængde, som er rettet mod vandmolekyler i fødevarer, hvilket får dem til at vibrere og varme op hurtigt. Næste gang du laver noget i en mikrobølgeovn, ser du ikke på det på samme måde.