microgolven zijn een zeer nuttig kooktoestel. Het zijn compacte, kleine, maar ongelooflijk veelzijdige machines-dus hoe werken ze?

Er zit een ongelooflijke hoeveelheid wetenschap en techniek achter microgolven, maar het kan allemaal worden opgesplitst in gemakkelijk te begrijpen en te verteren bits.

microgolfovens functioneren voornamelijk door het genereren van microgolfstraling – die door het voedsel wordt geleid en wordt gekookt. Microgolven zijn niet specifiek voor magnetrons, maar eerder een vorm van elektromagnetische golven met een golflengte in het frequentiebereik tussen 300 MHz en 300 GHz (een golflengte van ongeveer 1 m en 1 mm). Microgolfovens gebruiken over het algemeen een frequentie van 2450 MHz (een golflengte van 12,24 cm).

in vergelijking met andere soorten straling vallen microgolven tussen radiogolven, die meestal langer zijn, en infraroodgolven, die korter zijn.

wat microgolven zo gespecialiseerd maakt voor het koken, is de interactie met watermoleculen.

de wetenschap achter microgolven

in microgolfovens worden de microgolven gemaakt met behulp van een apparaat dat een magnetron wordt genoemd. In hun kern zijn magnetrons hoogspanningsmotoren die energie produceren in de vorm van magnetrons in plaats van mechanisch werk.

in de microgolfoven verhoogt een transformator de elektriciteit uit het stopcontact, 120V in de VS, of 110V in Europa, tot ongeveer 4000 volt. Deze verhoogde spanning is nodig om de voeding van de magnetron, waardoor een gloeidraad op te warmen in de kern van het apparaat. Als dit filament opwarmt, komen er elektronen vrij. De magnetron zet deze elektronen aan het werk.

een cirkelmagneet bevindt zich in de buurt van het verwarmde filament. Normaal gesproken worden de elektronen die door de gloeidraad worden vrijgegeven aangetrokken door de anode, maar door de positionering van de magneet lopen de elektronen terug naar de gloeidraad zelf. Deze lus van elektronen is wat eigenlijk microgolven creëert.

dit alles klinkt misschien een beetje complex, en het kan worden uitgelegd zonder diagrammen. Voor een diepere duik in het begrip van hoe magnetrons en, uiteindelijk, magnetrons werken, neem een kijkje op de video hieronder.

kunt u veilig naast een magnetron staan?

een populaire mythe over microgolven is dat ze je kanker kunnen geven. Dit kan het gevolg zijn van het gebruik van het woord ‘straling’ in de beschrijving van hoe ze werken, evenals de angst dat deze microgolfstraling uit de magnetron kan lekken. Straling, in dit geval, verwijst naar energie die uit een bron straalt, en niet naar radioactiviteit.

microgolven bevatten echter niet genoeg energie om chemische stoffen door ionisatie te veranderen – ze zijn een voorbeeld van niet-ioniserende straling. Andere types van elektromagnetische golven zoals ultraviolet en röntgenstralen bezitten meer energie per foton en kunnen zo kanker veroorzaken.

gerelateerd: 9 dingen die je echt niet zou moeten magnetron

microgolven kunnen natuurlijk verwarming en brandwonden veroorzaken, maar magnetrons zijn allemaal ontworpen met een metalen gaas op de deur van het apparaat om te voorkomen dat de microgolven lekken. Deze metalen mazen zijn groot genoeg voor u om uw voedsel te zien koken, maar de gaten zijn niet groot genoeg voor de magnetrons om door te glijden. Magnetrons hebben ook ingebouwde veiligheidsvoorzieningen waarmee de oven niet kan werken terwijl de deur open is.

aan het eind van de dag krijg je dus geen kanker als je te dicht bij een magnetron staat, omdat de stralen niet ioniserende stralen zijn, en je wordt ook niet gekookt.

We zijn door de basiswetenschap heen gekomen, maar we hebben nog steeds niet besproken waarom microgolven precies zo goed werken om voedsel snel te verwarmen.

hoe microgolven watermoleculen opwarmen

de microgolven die in een microgolfoven worden gebruikt, worden uitgezonden via een soort antenne die ze naar het kookgedeelte van het apparaat kanaliseert. De golven zijn binnen in het apparaat dankzij de massieve metalen wanden (en gaasdeur). Deze microgolven worden dan geabsorbeerd door de watermoleculen in het voedsel. De energie van de microgolven zorgt ervoor dat de watermoleculen snel trillen, wat het voedsel verwarmt.omdat watermoleculen gemakkelijk microgolven absorberen, waardoor de moleculen snel gaan trillen, wordt dit een mechanisme om microgolfenergie om te zetten in thermische energie. Net zoals een nok en roller een mechanisch apparaat is voor het omzetten van rotatie-energie in lineaire beweging, zo zijn ook de interacties van microgolven en watermoleculen een manier om microgolfenergie om te zetten in warmte-energie.

maar waarom trillen alleen de watermoleculen? De watermoleculen zijn polair, betekenend hebben zij een positief geladen kant en een negatief geladen kant. Microgolven hebben een positieve en een negatieve Top, net als elke golf. Terwijl de microgolven door de binnenkant van de magnetron bewegen, zullen de watermoleculen proberen hun Polen af te stemmen op die van de magnetron. Aangezien microgolven zich snel in het apparaat bewegen, proberen de watermoleculen zich snel op één lijn te houden met de beweging van de golven.

hoe snel gebeurt dit? De positieve en negatieve velden van de magnetron bewegen met ongeveer 2,5 miljard keer per seconde. Wanneer je dit effect combineert met de reactie van het watermolecuul, kun je beginnen te beseffen hoe microgolven voedsel zo snel en effectief koken.

waarom koken microgolven ongelijk?

de laatste vraag die we moeten beantwoorden is waarom er vaak dode plekken zijn aan de binnenkant van magnetrons. Bijvoorbeeld, waarom is het midden van je eten vaak veel kouder dan de randen?

Dit gebeurt omdat sommige microgolven elkaar uiteindelijk opheffen. Vaak zijn deze plaatsen van annulering gelokaliseerd, wat betekent dat sommige gebieden van de magnetron geen “warmte”krijgen.

gerelateerd: wetenschap zegt dat de beste manier om thee te maken is door het in de magnetron te zetten

in essentie is het resultaat een afgelaste Golf wanneer de piek van een golf de vallei van een andere golf raakt. Dit is de reden waarom de meeste magnetrons een roterende schotel gebruiken om te zorgen voor een gelijkmatige koken.

zo werken magnetrons dus. Het zijn apparaten die magneten gebruiken om elektromagnetische straling te produceren op een bepaalde golflengte, die is gericht op watermoleculen in voedsel, waardoor ze snel trillen en opwarmen. De volgende keer dat je iets kookt in een magnetron, zal je er niet op dezelfde manier naar kijken.