Kuchenka mikrofalowa

Komu zawdzięczamy ten wynalazek?

Kiedy amerykański inżynier Percy Spencer, badający krótkofalową energię elektromagnetyczną radaru, sięgnął do kieszeni fartucha, wzdrygnął się z obrzydzenia. Rękę oblepiała roztopiona czekolada, która rozpuściła się wskutek działania urządzeń radarowych - wywołując ruch cząsteczek sprzyjały one powstawaniu ciepła. Inne źródła podają, że miał w kieszeni kukurydzę, która pod wpływem mikrofal stała się (z efektami dźwiękowymi) popcornem[4] Następnego dnia postawił przed magnetronem jajko w garnuszku, w którego boku wyciął dziurkę - okazało się, że jajko się ugotowało.

Wielkie odkrycie!

Tak wyglądał oryginalny projekt mikrofalówki wykonany przez doktora Percy Spencera, złożony do Urzędu Patentowego.

Jak wyglądały pierwsze mikrofalówki?

Pierwsze kuchenki mikrofalowe wykorzystujące to zjawisko pojawiły się w 1947 roku - miały wielkość dorosłego człowieka, ważyły 340 kilogramów, miały ponad 175 centymetrów wysokości i kosztowały kilka tysięcy dolarów. Firma Raytheon, która wprowadziła je na rynek nadała im nazwę: \"Radar Range\" i sprzedawała głównie do jadłodajni, stołówek szpitalnych i wojskowych. Pierwsze domowe mikrofalówki sprzedawano w USA w roku 1955 za prawie tysiąc trzysta dolarów za sztukę. Miały rozmiar lodówki, działały pod napięciem 220 V, i przy montażu wymagały zarówno pracy fachowego elektryka jak i hydraulika. Niestety, przez 14 lat sprzedano ich niewiele (niecałe 11 tysięcy sztuk), a powód był prosty: nie dało się przy ich pomocy przyrządzać ulubionego dania każdego Amerykanina - wielkiego, grubego, soczystego befsztyka. Zainteresowanie nimi wzrosło w latach 70-tych, gdy pojawiły się modele niewielkie i energooszczędne.

Czym jest to urządzenie?

Kuchenka mikrofalowa urządzenie kuchenne służące do ogrzewania przedmiotów znajdujących się w jej wnętrzu poprzez wprawianie ich cząsteczek w drgania za pośrednictwem fal elektromagnetycznych z zakresu mikrofal. Energia drgających cząsteczek rozprasza się na inne cząsteczki ciała - tym samym rośnie jego energia termiczna, a zatem i temperatura.

Nieprawdą jest, że częstość mikrofal używanych w kuchenkach mikrofalowych jest dobrana w ten sposób, aby być w rezonansie z częstością drgań własnych cząsteczek wody. Jest ona jedynie wynikiem kompromisu pomiędzy dostępnymi częstotliwościami w paśmie ISM (Industrial, Scientific, and Medical band), głębokością wnikania fal i szybkością ogrzewania. Przy częstotliwości 2,45 GHz cząstki wody drgają na tyle szybko, by zapewnić prędkie ogrzanie potrawy, lecz wnikają tylko na ok. 2,5 cm w głąb (w zależności od zawartości wilgoci). Przy niższych częstotliwościach fale wnikałyby głębiej, lecz cząstki wody ocierałyby się rzadziej - tym samym ogrzanie potrawy trwałoby dłużej. Zasadniczo płynna woda nie posiada wyraźnego maksimum rezonansowego. Dla wolnych cząstek znajduje się ono zaś w okolicach 20 GHz.

Magnetron to lampa elektronowa, która generuje mikrofale. Jest to dioda w kształcie walca umieszczona w stałym polu magnetycznym w kierunku równoległym do osi walca. Do elektrod diody przykładany prąd przemienny wysokiej częstości. Emitowane z katody elektrony można podzielić na przyspieszane lub opóźniane przez pole wysokiej częstości. W pracy magnetronu wykorzystywane są elektrony opóźniane, poruszające się po zwijającej się spirali i emitujące promieniowanie mikrofalowe. Najczęściej stosuje się bardziej złożone magnetrony wnękowe.

Więc do szczęścia są nam potrzebne mikrofale!!!
Mikrofale to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długości fali pomiędzy podczerwienią i falami radiowymi, co oznacza zakres 1mm-30cm (częstotliwość 1-300 GHz). Mikrofale odkrył James Clerk Maxwell w 1864 roku.

Do czego służą?
• kuchenka mikrofalowa używa magnetronu do wytwarzania fal o częstotliwości ok 2,4 GHz, co pozwala na gotowanie jedzenia; taki rodzaj promieniowania działa na cząsteczki wody, które zaczynają drgać wytwarzając przez to ciepło.
• maser to urządzenie podobne do lasera, tyle że działa w zakresie mikrofalowym
• reaktor mikrofalowy używany w chemii do przeprowadzania reakcji w warunkach naświetlania mikrofalami.
• mikrofale pozwalają na transmisję danych do satelitów, bo nie są pochłaniane przez atmosferę
• radar również posługuje się tym promieniowaniem
• telefony komórkowe standardu GSM pracują w częstotliwościach 870-960 MHz oraz 1710-1880 MHz
• system globalnego pozycjonowania (GPS) wykorzystuje fale o częstotliwości 1575 MHz
• bezprzewodowe sieci komputerowe (WLAN) jak np. IEEE 802.11 albo bluetooth używają mikrofal w zakresie 2,4 GHz bądź 5 GHz (w przypadku 802.11a)
• transmisja danych w telewizji kablowej albo poprzez internetowe modemy kablowe (DSL) odbywa się w tym samym zakresie, tyle że medium jest kabel, a nie powietrze
• W nowoczesnych komputerach, jeśli mikroprocesor taktowany jest sygnałem rzędu 1 GHz lub większym. Większość zastosowań opiera się na zakresie fal od 1 do 40 GHz.

Mikrofale nagrzewają żywność od środka do zewnątrz

W rzeczywistości jest inaczej, gdyż fale elektromagnetyczne przenikają od zewnątrz w kierunku środka na głębokość około 2.5 cm. Stąd też w małych kawałkach o grubości poniżej 5 cm fale te docierają do samego środka, gdyż wnikają ze wszystkich stron jednocześnie. W większych kawałkach ogrzewanych surowców energia cieplna wytworzona przez mikrofale w warstwach zewnętrznych jest przemieszczana do środka na drodze przewodzenia. Są jednak surowce, które wydają się nagrzewać bardziej od wewnątrz niż na zewnątrz. Jednym z przykładów może być jajo. Energia mikrofal przenika do wnętrza pozbawionego skorupy jaja, gdzie zawierające dużo tłuszczu żółtko nagrzewa się szybciej i staje się cieplejsze niż otaczające białko.

Nie wolno używać metali przy ogrzewaniu mikrofalowym

To stwierdzenie nie zawsze jest prawdziwe. Wiadomo, że metale odbijają mikrofale. Sama kuchenka jest zbudowana z części metalowych i dlatego wytworzone przez magnetron fale elektromagnetyczne nie mogą się z niej uwolnić(pod warunkiem, że nie występują nieszczelności). Również części metalowe, które znajdują się wewnątrz kuchenki ogrzewają się bardzo powoli, przyjmując ciepło przede wszystkim od nagrzanej żywności. Magnetrony w większości kuchenek mikrofalowych są tak zaprojektowane, że nie powinny ulegać uszkodzeniu, jeżeli w kuchence podczas ogrzewania znajdują się w szczególnych przypadkach niewielkie części metalowe.
Tak wygląda płyta DVD-R włożona do mikrofalówki.

Do czego włożyć nedzenie?

Najlepiej wybierać naczynia w miarę płaskie. Aby sprawdzić czy naczynie się nadaje, należy włożyć je do nastawionej na maksymalną moc mikrofalówki na 20 sekund, jeżeli naczynie po tym czasie będzie gorące lub nawet ciepłe, to znaczy że się nie nadaje.

Szkło - najlepsze do mikrofalówki, pod warunkiem że nie jest zbyt cienkie i nie zawiera żadnych metalowych ozdób, złotych nitek itp.

Ceramika - nadaje się, pod warunkiem że nie zawiera dodatków metali bądź ołowiu i nie posiada żadnych zarysowań.

Tworzywa sztuczne - nie nadają się, chyba że posiadają specjalne oznaczenia o przydatności i tylko do wskazanej temperatury.

Porcelana - żaroodporna nadaje się pod warunkiem braku ozdób z innych materiałów.

Aby uzyskać przypieczoną skórkę, najlepiej użyć szkła przydymionego, potrawy układać na suchym miejscu w tymże naczyniu.

Naczynia nie ogrzewają się w kuchenkach mikrofalowych

Proponujemy jednak, aby po zakończeniu ogrzewania mikrofalowego, przy wyjmowaniu naczyń trzymać je za uchwyty. prawdą jest, że naczynia, które są polecane do mikrofalowego ogrzewania żywności nie będą się ogrzewały od energii mikrofal, ale będą stawały się ciepłe i gorące dlatego, że będą przyjmowały ciepło od ogrzewanych potraw. Jednocześnie gorące potrawy zaczynają także ogrzewać powietrze dookoła.

Czy kuchenki mikrofalowe są bezpieczne?

Bezpieczeństwo czy nieszkodliwość jakiegoś rodzaju energii zależy od jej ilości, jaka będzie oddziaływać na organizm ludzki.
W przypadku kuchenek mikrofalowych obowiązują producentów międzynarodowe standardy, że przez ścianki oraz drzwi urządzenie może wydostać się więcej niż 5 miliwatów energii na jeden centymetr kwadratowy, mierzone na powierzchni kuchenki. Energia mikrofal jest w znacznym stopniu osłabiona wraz ze wzrostem odległości od źródła jej wytwarzania. Dlatego w normalnej odległości, przy której manipulujemy przy kuchence, energia jest tak małą, że nie wywiera szkodliwego wpływu na organizm człowieka. Niezależnie od tego, co dotąd powiedziano o bezpieczeństwie kuchenki mikrofalowej, przy jej używaniu nie należy bez potrzeby tkwić nad włączoną kuchenką przez cały czas jej pracy.