171,6 тыс подписчиков

🍳Что происходит с едой в микроволновке с точки зрения физики?

💥 СВЧ-излучение или микроволновое излучение – это электромагнитное высокочастотное излучение, включающее в себя дециметровый, сантиметровый и миллиметровый диапазоны. При достаточной мощности источника происходит нагрев объекта, попадающего в зону действия волн.

👉 Самый главный вопрос, откуда тут появляется нагрев? Прежде всего следует отметить, что нагрев в поле характерен не для всех материалов. Нагреваются диэлектрики определенного типа, тогда как проводники будут отражать микроволновое излучение. Ну а некоторые же диэлектрики будут прозрачны для волн и нагреваться не будут.

Всё это можно наблюдать в кухонной СВЧ-печи. Если положить кусок курицы, то он нагревается. Если положить металлическую ложку или тарелку с позолотой, то увидим грозу внутри камеры. Ну а специальные контейнеры или ёмкости для микроволновки не нагреваются вовсе.

🔹 Нагреваться могут диэлектрики, которые содержат подвижные диполи с достаточно большим дипольным моментом, либо обладают высокой электронной, дырочной или ионной проводимостью. И тут под прошлой заметкой начался настоящий холивар! Дело в том, что чаще всего в качестве подходящего для нагрева вещества приводится материал, содержащий молекулы воды. С этого момента растёт целая путаница. Молекулы воды в поле действительно выстраиваются по направлению этого поля. При частотах СВЧ направление постоянно меняется и молекулы приходят в интенсивное движение. Внутренне трение инициирует нагрев. Кстати, это не обязательно вода. Так работает любой её аналог, имеющий полярную структуру. Но есть мнение, что главная причина нагрева - формирование тока внутри еды и Джоулев нагрев. Последнее не совсем корректно.

🔹 Обратный эффект наблюдается в хороших проводниках. Положите в камеру СВЧ-печи металлическую ложку и увидите, как по её краям появляются искры. Происходит это потому, что если микроволны взаимодействуют с металлическим материалом, электроны остаются на его поверхности и не проникают внутрь. Они перемещаются по этой поверхности, а на гранях заряды накапливаются. Дальше происходит разряд. В итоге видим грозу.

🔹 Ну а в диэлектриках, которые не попадают под воздействие поля, нет ни диполей, ни дырочной проводимости. Поэтому, такой материал прозрачен для СВЧ и не нагревается.

П.с.: Поскольку недавняя публикация про индукционный нагрев вызвала множество споров, решил расписать про микроволновки подробнее.

2 минуты

23 января 2023

2810 читали