Η τεχνολογική εξήγηση πίσω από τον φούρνο μικροκυμάτων

Τι είναι τα μικροκύματα;
Με απλά λόγια, μια μορφή ενέργειας! Πιο συγκεκριμένα, τα μικροκύματα είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα που κινούνται στο χώρο με την ταχύτητα του φωτός. Έχουν μικρότερο μήκος από τα ραδιοκύματα, αλλά μεγαλύτερο από την υπέρυθρη ακτινοβολία. Στο μικροκύμα που χρησιμοποιείται για μαγείρεμα, η απόσταση ανάμεσα σε δύο κορυφές του είναι περίπου 12 εκατοστά. Παρά τις αβάσιμες αντιδράσεις από μια μερίδα ανθρώπων, η αλήθεια είναι πως τα σωματίδια των μικροκυμάτων (φωτόνια) δεν έχουν αρκετή ενέργεια για να προκαλέσουν ζημιά στα μόρια και να προκαλέσουν καρκίνο, όπως κάνουν οι ακτίνες Χ ή η υπεριώδης ακτινοβολία.

Πώς λειτουργεί ο φούρνος;
Μέσα στο φούρνο υπάρχει ένα εξάρτημα που λέγεται μάγνητρο. Ο ρόλος του είναι να αξιοποιεί τον ηλεκτρισμό για την παραγωγή μικροκυμάτων. Για να μπορέσει να λειτουργήσει το μάγνητρο, ένας μετασχηματιστής μετατρέπει το ρεύμα του σπιτιού (230V) σε ρεύμα περίπου 4.000 βολτ ή και περισσότερων. Στο κέντρο του εξαρτήματος βρίσκεται ένας λαμπτήρας πυράκτωσης, ο οποίος θερμαίνεται και εκπέμπει ηλεκτρόνια.

Υπό άλλες συνθήκες, τα ηλεκτρόνια θα κινούνταν σε ευθεία γράμμη προς κάποια άνοδο. Ωστόσο, η παρουσία δύο μαγνητών με σχήμα δαχτυλιδιού έχει ως συνέπεια την εκτροπή της πορείας τους και τη μετατροπή της σε κυκλική.

Καθώς τα ηλεκτρόνια περνούν από κάποια ανοίγματα στην άνοδο, δημιουργούνται τα μικροκύματα.



Ο Bob Schiffman, πρόεδρος του International Microwave Power Institute, το εξηγεί με απλό τρόπο: «Είναι σα να φυσάς κατά μήκος της κορυφής ενός γυάλινου μπουκαλιού». Η διαφορά είναι ότι εδώ δεν παράγεται ένας «σφυριχτός» ήχος, αλλά τα κύματα παράγονται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα (συνήθως 2,45GHz), αντανακλώνται σε μια ειδική κεραία και τελικά διεισδύουν στο φαγητό, που βρίσκεται μέσα στο θάλαμο.

Η πόρτα του φούρνου είναι έτσι κατασκευασμένη ώστε να αντανακλά τα μικροκύματα σαν καθρέφτης, αποτρέποντας τη διαφυγή τους.



Η περιστρεφόμενη γυάλινη βάση, επάνω στην οποία τοποθετούμε το φαγητό, διασφαλίζει ότι ζεσταίνεται ομοιόμορφα.

Αν δε γινόταν αυτή η περιστροφή, κάποια σημεία του φαγητού μας θα ήταν πιο ζεστά και άλλα πιο κρύα!

Ώρα για ζέσταμα...
Από τη στιγμή που θα θέσουμε το φούρνο σε λειτουργία, χρειάζονται περίπου 2 δευτερόλεπτα για να θερμανθεί η λάμπα πυρακτώσεως μέσα στο μάγνητρο. Έπειτα τα μικροκύματα εκτοξεύονται μέσα στο θάλαμο του φαγητού.

Τα κύματα βρίσκονται στην κατάλληλη συχνότητα για να διεισδύσουν βαθιά μέσα στο φαγητό, στο οποίο θερμαίνουν κυρίως τα μόρια νερού. Τα μικροκύματα δεν απορροφώνται σχεδόν καθόλου από στερεά που δεν περιέχουν νερό. Γι' αυτό τα σκεύη δε θερμαίνονται τόσο, όσο το φαγητό που περιέχουν.

Τα μόρια του νερού φορτίζονται θετικά στο ένα τους άκρο και αρνητικά στο άλλο, με αποτέλεσμα να περιστρέφονται εναλλάξ. Ο καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Virginia, Louis Bloomfield, χρησιμοποιεί μια παραστατική παρομοίωση: το μόριο του νερού μοιάζει με το κεφάλι του Μίκυ Μάους. Μπορούμε να φανταστούμε ότι το πρόσωπο του Μίκυ είναι το αρνητικά φορτισμένο άτομο οξυγόνου και τα αφτιά του τα μικρότερα, θετικά φορτισμένα άτομα υδρογόνου. Το θετικά φορτισμένο άκρο του μορίου προσπαθεί να ευθυγραμμιστεί με το ηλεκτρικό πεδίο των μικροκυμάτων, αλλά επειδή το πεδίο αντιστρέφεται ούτε λίγο ούτε πολύ 2,5 δισεκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο, το μόριο του νερού στριφογυρίζει ταχύτατα, μία κατά τη φορά του ρολογιού και μία κατά την αντίθετη.

Καθώς τα μόρια κάνουν αυτή την κίνηση, αναπτύσσεται τριβή μεταξύ τους που παράγει θερμότητα.

Ο λόγος που ένας φούρνος μικροκυμάτων ζεσταίνει ένα φαγητό πολύ γρηγορότερα από ένα συμβατικό φούρνο είναι ότι θερμαίνει ταυτόχρονα το εξωτερικό και το εσωτερικό του.

Αντίθετα, ο κλασικός φούρνος θερμαίνει αρχικά την επιφάνεια του φαγητού και σταδιακά η θερμότητα προχωρεί προς το κέντρο του.

Πηγή: scienceandtechnology.gr

Διαβάστε επίσης:
Το ξυπνητήρι που φτιάχνει και καφέ!