Wiele przydanych urządzeń w naszym codziennym życiu jest wynalezionych przez przypadek. Tak też stało się w przypadku kuchenki mikrofalowej. Cale zdarzenie miało miejsce w 1946 roku. Perty Spencer inżynier eksperymentujący z magnetronem zauważył, że jego batonik w kieszeni roztapia się.
Ten fakt zaintrygował naukowca i jak to na nich przystało zaczął doświadczenia z innymi produktami, na początek poszło jajko oraz kukurydza. Gotowane jajko na początku syczałoby w końcowym etapie wybuchnąć swoja zawartością. Kukurydza stała się popcorn’em pod wpływem działania strumienia mikrofal. We wcześniejszym opisie padł termin magnetron teraz kilka zdań o tym. Wynalezienie magnetronu było poprzedzane badaniami nad radarami, które pozwalają wykrywać i ustalać położenie metalowych obiektów. Intensywność prac nad małymi, ale silnymi źródłami fal radiowych o długościach fali rzędu centymetrów, prowadzonych w latach 30 i w początkach 40 ubiegłego wieku podyktowana była zainteresowaniem radarami przez wojsko w szczególności przez lotnictwo. Na samym początku radary były wielkimi i nieporęcznymi urządzeniami, tym samym potrzeba minimalizacji stała się niezbędna i nagląca.
Magnetron powstał w roku 1940 w wyniku prac Sir Johna Randalla oraz dr H. A. Boota. Zadaniem tego urządzenia jest zamiana prądu elektrycznego na fale radiowe o częstości mikrofalowej, czyli 109-1012 Hz. Długości fali zawierające się w granicach od 1 m do około 1 mm odpowiadają mikrofalą. Do katody, która jest metalem przyłożone jest ujemne napięcie około 3000V. Katoda nagrzewa się w wyniku przepływu prądu. Rozgrzana emituje elektrony a one są przyciągane przez dodatnio naładowaną anodę. W tym przypadku ma ona kształt cylindra, pierścienia z wnękami. Przyciągane elektrony poruszałyby się po linii prostej, ale ten tor ruchu jest zakrzywiany przez pole magnetyczne, które wytwarzane jest za pomocą stałych magnesów. Każda wnęka w anodzie działa jak pudło rezonansowe, czyli wewnątrz wnęki wytwarza się fala stojąca. Podsumowując wskutek oddziaływania pola elektromagnetycznego we wnęce, pola magnetycznego magnesów oraz pola elektrycznego powstaje fala stojąca.
Po przeczytaniu wcześniejszego opisu można sobie zadać pytanie jak to się dzieje, że jedzenie jest podgrzewany w mikrofalówce. Cząsteczki jedzenia, które w większości składają się z wody pochłaniają mikrofale o długościach centymetrowych. Mikrofale swobodnie przechodzą przez szkło i materiały ceramiczne. Powietrze wewnątrz kuchenki ma temperaturę otoczenia.
Kuchenka mikrofalowa zamyka fale w metalowej puszce. Przez drzwiczki kuchenki widzimy jedzenie, które podgrzewamy. Jednak otworki są mniejsze od długości fali i nie wychodzą poza wnękę rezonansową. Fala stojąca w mikrofalówce ma strzałki i węzły, czyli miejsca, gdzie jest silna i słaba. Zatem by nasze podgrzewane produkty nie były podgrzane jednolicie, stosuje się obrotową podstawkę, dzięki czemu zmienia się układ strzałek i węzłów i nasze danie jest podgrzewane w całej objętości. Mikrofale – oprócz podgrzewania – nic nie robią z pokarmem. Nie istnieją żadne dowody na ich szkodliwy wpływ na pożywienie..
Katarzyna Kołacz
Fizyk-Pracownik naukowy
