Ein Mikrowellenherd kocht Speisen mit Mikrowellen. Das oszillierende elektrische Feld in Mikrowellen rotiert die Wassermoleküle in unserer Nahrung. Da alle Wellen oszillierende elektrische Felder haben, ist meine Frage, warum wir im Ofen keine anderen Wellen (Radio, sichtbar, Gamma usw.) verwenden.
Art von. Die Frage ist nicht, ob sie genutzt werden können, sondern ob sie effizient genutzt werden können .
Es klingt ein bisschen seltsam, von "Antennenanpassung" zu sprechen, wenn eine der Antennen eine Lasagne ist, aber genau darum geht es. Das Ziel absorbiert EM-Strahlung verschiedener Wellenlängen mit unterschiedlicher Effizienz. Andere Wellenlängen werden reflektiert oder direkt durchgelassen. Die Wellenlänge der Mikrowellen wird gewählt, weil Wasser sie besonders gut absorbiert.
Mikrowellen dringen auch einigermaßen gut in die Lebensmittel ein. Sichtbare und IR-Strahlung können verwendet werden: IR-Öfen sind in industriellen Prozessen üblich, und ein Elektrogrill überträgt den größten Teil seiner Wärme effektiv durch Infrarotstrahlung. Aber sie dringen nicht ein und werden stattdessen verwendet, um die äußere Oberfläche von Lebensmitteln zu erhitzen, wodurch sie eher gebräunt als durchgegart werden.
Sie können Lebensmittel mit jeder Wellenlänge der EM-Strahlung zubereiten, die von den Lebensmitteln ausreichend absorbiert wird. Wenn Sie eine ausreichend starke Quelle haben, können Sie natürlich sogar Lebensmittel mit sehr durchdringender Strahlung wie Röntgenstrahlen erhitzen.
Ionisierende Strahlung wie UV- und Röntgenstrahlen zerstören jedoch Proteine und Vitamine.
Sehr niederfrequente Strahlung ist auch sehr durchdringend und lässt sich nicht gut fokussieren, sodass man entweder eine sehr große Mahlzeit benötigt oder eine Erwärmung der Umgebung in Kauf nehmen muss.
In der Praxis dominieren Infrarot (zB Toaster) und Mikrowellenherde, die auf die Absorptionsfrequenz von Wassermolekülen abgestimmt sind.
Es ist erstaunlich, dass die Technologie ziemlich konsolidiert ist und bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs zurückreicht ( https://en.wikipedia.org/wiki/Microwave_oven ). Ein für Radargeräte verwendetes Magnetron, das einfach für etwas wiederverwendet wird, das länger als der Zweite Weltkrieg überdauert: Verlangen nach Frieden? große Marktbewegung, die nach dem Kriegsboom eine dauerhafte Produktion sichert?
Die typische Frequenz beträgt 2,45 GHz, aber es gibt Anwendungen bei 915 MHz für den industriellen Einsatz. Dann können Sie Metalle erhitzen, zB zum Sintern und Legierungsverarbeiten, indem Sie den Effekt mit Wirbelstrom mischen, also zu niedrigeren Frequenzen gehen.
Eine interessante Diskussion fand bereits in SE statt: https://physics.stackexchange.com/questions/172790/why-do-we-use-microwaves-in-microwave-oven Ein weiteres Papier, das einen Blick wert sein könnte, ist: http: //www.sfu.ca/phys/346/121/resources/physics_of_microwave_ovens.pdf
Man könnte fragen, warum richtig 2,45 GHz: In Wirklichkeit ist es nicht scharf und wir können dort ungefähr andere Frequenzen verwenden, aber es ist eine Frage der Standardisierung. Diese Frequenzen sind sehr effizient, um die Schwingung durch wiederholte Neuorientierung der Wassermoleküle zu erhalten. Ein Blick auf http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Waves/mwoven.html „die detaillierte Modellierung der Wassererwärmung, beschrieben in Chaplin [„Water Structure and Science“ von Martin Chaplin] legt nahe, dass der Haupteffekt von Die Mikrowellen stammen aus der Arbeit an den Wasserstoffatomen und nicht aus der Neuorientierung der molekularen Dipole der Wassermoleküle.
Ich gestehe, dass ich die Mikrowelle nicht so mag, weil sie zum Auftauen in Ordnung ist, aber das Kochen ist leider ein anderes Thema. Die Dinge kommen zu weich für mich heraus. Ich bin Italiener, also ein bisschen "anfällig" für ein solches Thema. Ich selbst nutze natürlich andere Wellenlängen, wie z. B. Sonnenstrahlung beim Auflegen von Gefrierfleisch auf die Witwenbank (gefährlicher Vorgang, zu exponiert: Katzen, Krähen, ...).
Sie können sicherlich Speisen mit anderen Wellenlängen wie einem Solarofen zubereiten.
Tatsächlich verwenden die meisten Küchenöfen Heizelemente, die Infrarot (Licht) erzeugen, was der primäre Heizfaktor ist.
Die Wellenlänge muss auch so sein, dass sie Wärme auf organischen Materialien erzeugen kann, Radiowellen, die meistens lange Wellen sind, gehen durch.
Mikrowellen mit kürzerer Wellenlänge dringen in die Lebensmittel ein und erhitzen sie.
Lichtwelle, sehr kurz, dringt kaum ein und erwärmt sich hauptsächlich an der Oberfläche.
Der Hauptgrund ist, dass die Wassermoleküle in den Lebensmitteln bei der 2,45-GHz-Frequenz schwingen, die der Mikrowellenherd verwendet. Dadurch können sich die Mikrowellen an die Wassermoleküle ankoppeln, diese in Schwingung versetzen und so die Speisen erhitzen.
Dies ist auch der Grund, warum eine Mikrowelle Gegenstände, die kein Wasser enthalten (mit Ausnahme von Metallgegenständen), nicht sehr stark beeinträchtigt, und auch der Grund, warum andere Frequenzen als 2,45 GHz Lebensmittelprodukte zumindest nicht sehr stark beeinträchtigen .
Chu