يعمل فرن الميكروويف على مبدأ التحول ثنائي القطب. تتسبب الموجات الدقيقة الناتجة عن المغنطرون في اهتزاز جزيئات الماء في الطعام. يتم تحويل الطاقة الحركية لحركة الجزيئات إلى حرارة. هذه هي الطريقة التي يسخن بها الطعام.
فرن الميكروويف هو جهاز كهربائي منزلي مصمم لتسخين أو طهي الطعام باستخدام إشعاع الميكروويف.
الميكروويف
يشمل إشعاع الميكروويف موجات الراديو من نطاقات الديسيمتر والسنتيمتر والمليمتر. تستخدم أفران الميكروويف المألوفة لدى البشر إشعاع ديسيمتر بتردد يزيد عن 2 ميغا هرتز.
يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الميكروويف والفرن على سبيل المثال في أن الطعام الموجود فيه لا يتم تسخينه من السطح فقط. يمكن أن تخترق موجات الراديو عالية التردد حتى عمق 2-3 سم ، مما يؤدي إلى تسريع عملية التسخين أو الطهي بشكل كبير.
مبدأ التشغيل
يعتمد مبدأ تشغيل أفران الميكروويف على التحول ثنائي القطب. إذا كانت المادة تحتوي على جزيئات قطبية (على سبيل المثال ، ماء) ، فإن طاقة موجات الراديو التي تعمل على هذه الجزيئات تجعلها تتغير باستمرار ، وتصطف على طول خطوط قوة المجال. المجال الذي يؤثر على الكائن متغير ، لذلك يبدو أن الجزيئات "تتأرجح" من جانب إلى آخر. في الوقت نفسه ، ينقلون الطاقة المستلمة من موجات الراديو إلى بعضهم البعض.
وفقًا لقوانين الفيزياء ، تتناسب درجة حرارة الجسم بشكل مباشر مع الطاقة الحركية لحركة جزيئاته وذراته. وفقًا لذلك ، كلما زادت نشاط الجزيئات القطبية في الحركة ، زاد ارتفاع درجة حرارة الجسم. هذه الظاهرة تسمى التحول ثنائي القطب. إنه تحويل الإشعاع الكهرومغناطيسي إلى حرارة.
نظرًا لأن الماء يلعب دور الجزيئات القطبية في الطعام ، فقد تم تصميم أفران الميكروويف الحديثة بطريقة تسخن جزيئات الماء بالضبط ، علاوة على ذلك ، في الحالة السائلة. لذلك ، على سبيل المثال ، يتم تسخين الثلج أو السكر بشكل أبطأ بشكل ملحوظ في الميكروويف.
مصدر موجات الراديو في أفران الميكروويف هو مغنطرون. المغنطرون عبارة عن أنبوب مفرغ خاص قادر على توليد أطوال موجية ديسيمتر. تنتقل الموجات من المغنطرون إلى الفضاء الداخلي للفرن من خلال موجهات الموجات.
تاريخ اختراع أفران الميكروويف
يعتبر المهندس العسكري الأمريكي بيرسي سبنسر مخترع أفران الميكروويف. عندما كان بيرسي يعمل في المختبر على رادارات للبحرية ، لاحظ أن الشطيرة الموضوعة على المفتاح المغنطرون كانت تسخن.
هناك نسخة أخرى من تاريخ اكتشاف أجهزة الميكروويف ، والتي تنص على ذوبان قطعة من الشوكولاتة في جيب بيرسي من إشعاع مغنطرون.
