Kako radi mikrotalasna pećnica?

 

Mikrotalasi se ne razlikuju mnogo od infracrvenih zraka koji peku hranu u običnoj rerni. I jedni i drugi su oblici elektromagnetnog zračenja (vidljivo svetlo je takođe oblik elektromagnetnog zračenja). Elektromagnetno zračenje se sastoji od mlazeva čestica zvanih fotoni. Razlika je samo u njihovoj energiji. Rendgenski zraci, na primer, sastoje se od fotona prilično visoke energije i male talasne dužine. Vidljiva svetlost je mlaz fotona srednje energije i srednje talasne dužine, taman da je naše oči vide. Infracrveni zraci dolaze odmah posle crvene vidljive svetlosti. Energija im je suviše niska da bismo ih videli. Mikrotalasi imaju još nižu energiju, a pripadaju delu spektra koji se naziva radio-talasi. Talasna dužina mikrotalasa suviše je duga za naše oči, tako da oni ostaju nevidljivi.

Unutar mikrotalasne pećnice postoji uređaj koji se zove magnetron. On koristi električnu struju da bi izbacivao elektrone. Privučeni magnetima u magnetronu, elektroni se vrte ukrug i pritom ispuštaju fotone mikrotalasnog zračenja, tj. mikrotalase. Mikrotalasi se usmeravaju u komoru pećnice pomoću metalnog „vodiča talasa”, na čijem kraju se nalazi „mešalica”, koja stalno okreće i ravnomerno raspoređuje mikrotalase po pećnici. Pećnica je napravljena od metala, koji odbija mikrotalase kao što ogledalo odbija vidljivu svetlost. Zato mikrotalasi ostaju unutra, a pećnica se ne zagreva. Staklo, naprotiv, propušta mikrotalase. Zato na staklenom delu vrata pećnice postoji metalna rešetka. Mikrotalasi su suviše veliki da bi se progurali kroz njene rupe. Ali vidljiva svetlost, sa svojom manjom talasnom dužinom, lako prolazi, pa možemo videti hranu unutar pećnice.

Mikrotalasi prodiru u hranu samo oko 2,5 cm, a njihovo delovanje se uglavnom svodi na zagrevanje vode koju hrana sadrži (voda u hrani veoma brzo upija energiju mikrotalasa). Dejstvo električnog polja pećnice uzrokuje obrtanje molekula vode, koji sve brže i brže poigravaju. Pošto je temperatura samo mera kretanja molekula, sa pojačanim kretanjem molekula podiže se i temperatura vode. Uskoro voda dostiže temperaturu ključanja, i toplota se lančanom reakcijom molekula u pokretu širi kroz hranu i kuva je.

Magnetron emituje mikrotalase frekvencije 2450 MHz, što znači da električno polje promeni orijentaciju oko dve milijarde puta u sekundi. Molekuli vode u hrani koja se podgreva nastoje da se orijentišu u pravcu polja. Ubrzavanje rotacije molekula povećava trenje između njih, a posledica toga je povećanje temperature hrane. Taj proces zove se dielektričko zagrevanje i najdelotvorniji je u tečnostima, jer su rotacione frekvencije molekula tečnosti istog reda veličine kao frekvencija mikrotalasa.