Выбирай : Покупай : Используй

Вход для партнеров

Вход для продавцов

0

Микроволновые печи: физика и метафизика

Несмотря на то что микроволновка будто бы сошла со страниц фантастического романа, изобретена она была на Земле. 8 октября 1945 года доктор Перси Спенсер, подал патентную заявку № 620.919 на приготовление еды при помощи микроволн.
Микроволновые печи: физика и метафизика

В 1947 году на ранчо близ американского городка Розуэлл, штат Нью-Мехико, потерпел крушение неопознанный летающий объект: на месте аварии были обнаружены сделанные из невиданных прежде материалов обломки. Правительство поспешило объявить его исследовательским зондом и засекретить все находки. Вскоре поползли слухи, что в Розуэлле потерпел крушение корабль инопланетян…

В том же 1947 году компания Raytheon, крупный производитель военной техники, впервые продала некоему ресторану в штате Огайо микроволновую печь. Впечатляющее устройство, весившее 340 кг и сиявшее белой эмалью, обошлось ресторану в 5000 долларов. Так началась эпоха микроволновых печей.

Сперва большие (первая была почти 1,7 м в высоту), дорогие и сложные в обращении печи были недоступны простым американцам и использовались для сушки табака, кофе и керамики, их устанавливали в ресторанах и гостиницах. Но уже в 1967 году появилась первая настольная модель, стоившая меньше 500 долларов, а в 1975 году микроволновки обогнали по популярности посудомоечные машины и газовые плиты.


Одна из самых первых микроволновых печей, сошедших с конвейера завода Raytheon

Одна из самых первых микроволновых печей, сошедших с конвейера завода Raytheon. С тех пор микроволновки изменились мало


Микроволновые печи экономили электричество, силы, а главное — время. А что ещё было нужно, чтобы с приходом сексуальной революции и движения за равные права завоевать сердце бывшей домохозяйки?

Несмотря на то что микроволновка будто бы сошла со страниц фантастического романа, изобретена она была на Земле, за два года до инцидента в Розуэлле. 8 октября 1945 года доктор Перси Спенсер, работавший в Raytheon над усовершенствованием магнетрона, подал патентную заявку № 620.919 на приготовление еды при помощи микроволн.


Доктор Перси Спенсер — изобретатель микроволновой печи

Доктор Перси Спенсер — изобретатель микроволновой печи


Магнетрон, излучатель тех самых микроволн, использующийся, в частности, в радарах ПВО, требовался (и до сих пор требуется) военным в огромных количествах. По применявшейся в те времена технологии во всех США получалось производить всего 17 магнетронов в день, а доктор Спенсер разработал метод, позволявший увеличить производство до 2500 штук.

Однажды, работая со своим новым магнетроном, доктор Спенсер обнаружил, что шоколадный батончик, лежавший в его кармане, растаял. Предположив связь между пятном на собственных брюках и микроволновым излучением, доктор Спенсер принёс из дому немного сухих зёрен кукурузы и положил их перед антенной. Зерна взорвались, превратившись в горячий попкорн. Спенсер пригласил посмотреть на удивительный эффект своего коллегу. Тогда же он продемонстрировал другой, не менее примечательный феномен. Любого человека рано или поздно тянет сварить в микроволновке яйцо. Спенсер был первым, у кого это не получилось. Согласно легенде, он успел спрятаться от брызгов и осколков скорлупы за коллегой.

Что же представляет собой сердце микроволновой печи — магнетрон? Это герметичная металлическая камера, в центре которой находится тонкая металлическая нить — катод. Нагреваясь, катод испускает электроны, и они начинают двигаться к аноду — стенкам камеры. Магнит, закреплённый на камере, создает магнитное поле, направленное перпендикулярно движению электронов. Из-за этого, согласно памятному со школы правилу буравчика, электроны движутся к аноду не прямо, а по раскручивающейся спирали. Если магнитное поле достаточно сильное, электроны начинают двигаться по кругу.


Схема магнетрона в разрезе

Схема магнетрона в разрезе


Особой частью конструкции магнетрона являются так называемые «резонансные полости» — открывающиеся в камеру магнетрона ниши, образованные короткими вертикальными перегородками на внутренней стенке корпуса-анода. В разрезе камера напоминает апельсин. Именно форма и размер резонансных полостей определяют, какие волны будут генерироваться в магнетроне. Из-за возникающего в них резонанса случайный шум в облачке движущихся вокруг катода электронов «раскачивается», превращаясь в электромагнитные колебания.

По волноводу, короткой металлической антенне, электромагнитные волны покидают магнетрон и попадают в камеру микроволновой печи. Эти электромагнитные волны, микроволны, называемые также сверхвысокочастотным (СВЧ) излучением, занимают промежуточное положение между радиоволнами и инфракрасным излучением.


Вот он какой — магнетрон…

Вот он какой — магнетрон…


Почему именно они так хорошо подходят для приготовления пищи? Потому, что процесс приготовления пищи — это прежде всего нагревание. Нагревание — это превращение энергии, обычно электрической, в тепло. Количество энергии, переносимое электромагнитной волной (радиоволной, микроволнами, инфракрасным излучением), определяется её длиной, то есть положением в спектре. Более длинные радиоволны несут меньше энергии, чем более короткие микроволны, а инфракрасное излучение, близкий сосед видимого света, — больше.

Волны разной длины по-разному поглощаются. Длинные радиоволны слишком слабы, чтобы нагреть что-то — они прошли бы сквозь любое блюдо, оставив его холодным. А вот инфракрасное излучение поглощается всем, чем угодно и успешно используется для приготовления пищи, например, в тостерах или ростерах. Но оно поглощается так эффективно, что не проникнет дальше поверхности блюда.

Аппетитная корочка и старые добрые несколько часов приготовления — это совсем не микроволновка. Микроволновая печь должна разогревать быстро! Это происходит благодаря тому, что микроволны (в современных печах используется излучение с частотой 2,45 гигагерц, то есть с длиной волны примерно 12 см) поглощаются только молекулами воды в жидком состоянии. Благодаря этому пища в микроволновой печи разогревается сразу по всему объёму.

Каждая молекула воды представляет из себя диполь, то есть крохотный магнитик, в котором есть северный и южный полюса. Микроволны заставляют этот магнитик раскачиваться то вправо, то влево (благодаря все тому же правилу буравчика), и энергия превращается в движение, а движение в тепло. Качающаяся туда-сюда молекула воды толкает окружающие молекулы, заставляет их двигаться, и тепло распределяется по всему нагреваемому объекту.


Микроволны заставляют молекулы бешено вращаться, поэтому возникает тепло

Микроволны заставляют молекулы бешено вращаться, поэтому возникает тепло


Микроволны заставляют вращаться и испарившиеся молекулы воды, но поскольку у молекул в газе куда меньше соседей, которых можно было бы толкнуть и передать им энергию, они вращаются совершенно свободно, и воздух в камере микроволновой печи практически не нагревается. То же самое относится и к кристаллической воде, то есть ко льду. В ледяном плену молекулы жестко зафиксированы в узлах кристаллической решетки, и поэтому не могут свободно вращаться — лёд микроволнового излучения не поглощает и не нагревается. Но ведь микроволновые печи очень часто используются и для размораживания, там даже обычно есть специальный режим! Секрет этого режима в том, что в замороженных продуктах всегда есть немного жидкой воды — с самого края, там, где они успели подтаять на пути из морозилки. Этого достаточно. В режиме размораживания микроволновая печь греет пищу короткими импульсами. Во время импульса жидкая вода нагревается, а паузы требуются, чтобы тепло от воды распространилось и растопило бы ещё немного льда. Если бы печь работала непрерывно, к моменту, когда растаял бы последний лёд, вода во внешних частях блюда успела бы высохнуть.

Итак, микроволновая печь работает, разогревая воду. В любых продуктах содержится хоть немного воды, даже в самых сухих кукурузных зёрнах. При приготовлении, например, попкорна, эта вода испаряется и разрывает жесткую оболочку зерна. По той же причине взрываются яйца: вода, содержащаяся в яйце, мгновенно закипает, и пар разрывает скорлупу. Кстати, при варке в микроволновке рекомендуют прокалывать и оболочку сарделек и сосисок. Именно эта особенность микроволновой печи не позволяет запекать в ней блюда до золотистой корочки — пища просто варится в собственном кипящем соку. Поэтому в микроволновой печи высыхает мокрая посуда, но не нагревается сухая — нет воды, нет и нагрева.

Опасна ли микроволновая печь? Из уст в уста ходят легенды и слухи о том, как вредно микроволновое излучение, как превращается в яд приготовленная в печи еда. Правда, как всегда, скучнее выдумки, но в данном случае намного аппетитнее. Микроволновая печь превращает пищу в яд ровно настолько, насколько это делает кипячение.

Настоящие, то есть изученные и основанные на подтверждённых фактах побочные эффекты от использования микроволн можно поделить на две группы. Первая группа — результат влияния самих микроволн на организм человека. Вторая — результат особенностей приготовления пищи таким способом, то есть опасности косвенные.


Микроволны не входят в группу опасного излучения

Микроволны не входят в группу опасного излучения


Микроволны могут нарушать работу песмейкеров — маленьких приборчиков, управляющих биением сердца, устанавливаемых людям с аритмией и некоторыми другими заболеваниями. Это действительно так. Но, во-первых, это касалось прежде всего старых моделей песмейкеров (нынешние всё чаще оснащают специальными экранами), а во-вторых — старых печей с менее надёжными экранами. Однако людям, носящим песмейкер, всё ещё рекомендуется пользоваться микроволновкой с осторожностью и проконсультироваться с врачом.

Организм человека поглощает микроволны так же, как любое другое тело, содержащее воду. Исследования показали, что особенно уязвимы — как в плохом фильме ужасов — мозг, мужские половые железы и глаза. Эти органы содержат очень много воды, и при воздействии микроволн не успевают охлаждаться достаточно быстро, что может приводить к бесплодию, катаракте и другим неприятным последствиям. Но исследования, о которых идёт речь, касались, прежде всего, воздействия на человека мощных микроволновых радаров, обычная же микроволновка экранирована так надёжно, что можно прижаться носом к стеклу и зачарованно следить за процессом. Тем не менее всё же рекомендуется регулярно протирать уплотнительную резинку на дверце — там скапливается грязь, в результате нарушается прилегание и может происходить утечка, от которой домашние электроприборы пострадают намного раньше, чем домочадцы.

Опасности микроволновки, не связанные с микроволнами, куда разнообразнее и реальнее.

Для начала, микроволновая печь — это электроприбор. За неё не рекомендуется браться мокрыми руками, а включать её лучше в заземлённую розетку. Разумеется, нельзя пользоваться неисправной печью — с треснувшим стеклом, повреждённым корпусом и так далее. Конечно, стоит внимательно прочитать инструкцию и пользоваться только предназначенной для микроволновок посудой.

Ещё одна опасность связана с тем, что пища в микроволновой печи нагревается быстрее, чем это требуется для того, чтобы погибли некоторые виды бактерий. Вдобавок, готовая снаружи пища может оставаться сырой внутри, так что даже при использовании микроволновки торопиться не стоит.

Следующая опасность касается прежде всего самых маленьких. При разогревании в микроволновке детских бутылочек с молоком или смесями обязательно следует убедиться, что молоко (или смесь) тёплое, а не горячее, ведь содержимое не успевает нагреть стенку, бутылочка может остаться холодной и ребёнок обожжётся. И обязательно снимайте соску с бутылочки, иначе за вас это сделает горячий пар.

Главное, помните: в обращении с микроволновой печью, как и с любым устройством, главную опасность представляют сами люди. Именно люди пытаются сушить в микроволновых печах кошек, собственные волосы, восстанавливать данные на дискетах и с завидным упорством варить яйца.


polumrak

Версия для печати