Warum verwenden Mikrowellenherde Strahlung mit so langer Wellenlänge?

Laut Wikipedia :

Verbraucheröfen verwenden normalerweise 2,45 Gigahertz (GHz) – eine Wellenlänge von 12,2 Zentimetern (4,80 Zoll).

Normalerweise stelle ich das Gericht in der Mitte in den Ofen. Ich vermute, dass die meisten Leute dasselbe tun:

typische Tellerplatzierung

Da sich die Platte jetzt in der Mitte befindet, bleibt sie mehr oder weniger stationär, wenn sich die Ofenschale dreht.

In meinem Fall bewirkt dies, dass nur ein Teil der Speisen erhitzt wird, nur bestimmte Bereiche. Andere Teile bleiben kalt.

Was ich getan habe, um dies zu lösen, ist, die Schüssel nicht in die Mitte zu stellen, sondern am Rand:

weg vom Zentrum haha

Das behebt das Problem und mein Essen wird gleichmäßiger erhitzt.

Ich vermute, dass dies an der langen Wellenlänge liegt, die in Kombination mit einem stationären Lebensmittelteller bestimmte Bereiche des Tellers unerreichbar macht.

Da frage ich mich: Gibt es einen bestimmten Grund, warum Ofenhersteller nicht auf eine kürzere Wellenlänge umstellen? (sagen wir 4 cm) Gibt es wesentliche physikalische Eigenschaften der Wasser- oder Fettmoleküle, die eine Verkürzung der Wellenlänge verhindern würden?

Könnte Engineering für diese Frage besser geeignet sein?
Wenn Sie den Wikipedia-Artikel weiter lesen, werden Sie feststellen, dass "die in Mikrowellenöfen verwendeten Mikrowellenfrequenzen auf der Grundlage von gesetzlichen und Kostenbeschränkungen ausgewählt werden". und "[höhere Frequenzen] werden wegen der sehr hohen Kosten der Stromerzeugung bei diesen Frequenzen nicht zum Mikrowellenkochen verwendet."
@KyleKanos Ich habe darüber nachgedacht, es dort hinzuzufügen, aber ich habe mich stattdessen für Physik entschieden, weil sich meine Fragen mehr auf Strahlung, Wassermoleküle usw. beziehen.
@gigacyan Hmmm, das würde Sinn machen. Können Sie es als Antwort hinzufügen?
Ich denke, Lebensmittel erhitzen sich nicht richtig, wenn Sie sie in der Mitte halten, weil verschiedene EM-Wellen sie nach der Reflexion nicht treffen, aber wenn Sie sie in anderen Positionen halten, können verschiedene Wellen, die aus verschiedenen Winkeln kommen, sie treffen, also spekuliere ich nur ..
Beim Durchsuchen der Links hier fand ich diese Visualisierung der Verteilung der Mikrowellenleistung: evilmadscientist.com/2011/…

Antworten (2)

Ich frage mich, ob eine Reihe von Mikrowellenfragen, die hier kürzlich erschienen sind, mit einem aufschlussreichen (wie üblich) aktuellen Was-wäre-wenn von xkcd zusammenhängen.

Die in Mikrowellenöfen verwendete Strahlung ist für Wassermoleküle nicht resonant, und industrielle Mikrowellenöfen verwenden 915 MHz (wahrscheinlich, weil größere Hohlräume mehr Leistung erzeugen können). Die Frequenz von 2,45 GHz wird gewählt, weil sie in eines der nicht für Kommunikationszwecke reservierten Bänder fällt. Laut Wikipedia wäre das nächste verfügbare Band bei 5,8 GHz. Ein leistungsstarkes Magnetron, das mit dieser Frequenz arbeitet, ist machbar, aber für ein Haushaltsgerät viel zu teuer. Wenn solche Magnetrons jemals billiger werden, ist es wahrscheinlich, dass es eine Luxusmikrowelle geben wird, die wegen ihres gleichmäßigen Heizprofils vermarktet wird.

Oder, für weitere Details und Referenzen, siehe Elektromagnetische Absorption durch Wasser in Wikipedia.
Unsinn, Mikrowellenfrequenz wurde aus physikalischen Gründen (Durchdringen von Lebensmitteln) gewählt und die Frequenzen von Kommunikationsnutzung freigehalten.
@Georg: kannst du deine kühne Aussage belegen?
@gigacyan Mikrowellenheizung kam vor der Zuweisung der ISM-Bänder im Jahr 1947. In der Tat werden Sie im Link eine spezifische Anfrage der USA bezüglich des 2,4-GHz-Bands vermerken. de.m.wikipedia.org/wiki/ISM_band#History

Die von Mikrowellen verwendeten Wellenlängen ermöglichen es den Wellen, mit dem Wasser in Resonanz zu treten, um es aufzuheizen, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass sie leicht blockiert werden können, um Schäden an Objekten außerhalb der Maschine zu verhindern.

Dies ist ein weit verbreiteter Irrtum. Wasser (und jedes andere polare Molekül) absorbiert den gesamten Bereich der Mikrowellenfrequenzen. Es ist nicht resonant mit irgendeiner molekularen Bewegung, die Moleküle wackeln einfach herum und erwärmen die Umgebung. Aus Wikipedia: Industrieöfen verwenden 915 MHz.
Wasser schwingt mehr oder weniger mit 22 GHz. 2,45 GHz und 915 GHz sind nur Frequenzen, auf die sich Länder international geeinigt haben.
Warum verwenden Mikrowellenherde Strahlung mit so langer Wellenlänge?
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