Как микроволновая печь готовит еду?

Принцип работы обычных печей, кажется, вполне нагляден и легок для понимания — еда готовится с помощью тепла, которое дают голубое пламя газовой печки или докрасна раскаленные конфорки электропечки. Вся печь становится горячей на ощупь, внутри и снаружи, поскольку тепло проникает и в еду, и в стенки печи.

Но микроволновые печи — просто загадка какая-то. Никакого огненно-красного жара, печь остается холодной, даже когда еда закипает. Как будто микроволны разумные и проникают только в еду.

На самом деле микроволны не так уж и сильно отличаются от инфракрасного излучения обычных печей, которое нагревает еду. Оба этих излучения являются разными формами электромагнитного излучения (видимый свет, к слову, это тоже его разновидность).

Все электромагнитные излучения состоят из потоков частиц, называемых фотонами. Различаются они лишь энергией. Рентгеновские лучи, например, состоят из фотонов очень высокой энергии и малой длины волны. Видимый свет — это поток фотонов средней энергии и средней длины волны, как раз подходящих для восприятия глазами. Инфракрасное излучение находится за красным цветом спектра видимого света, у него слишком мало энергии, чтобы восприниматься человеческим глазом.

Микроволны имеют еще меньше энергии и являются частью потока излучения, называемого радиоволнами. Микроволны имеют слишком большую длину волны, поэтому они невидимы для глаз.

В обычной печи сгорание природного газа или нагревание металлической конфорки заставляет электроны газа или атомы металла испускать фотоны инфракрасного излучения. Мы не видим их, но чувствуем — если подойти к печке поближе, то наша кожа, как и еда, нагреется. Микроволны не так энергетичны, как инфракрасное излучение, хотя могут приготовить еду значительно быстрее. Ученые объясняют это тем, что вода в продуктах впитывает энергию микроволн очень быстро.

Внутри микроволновой печи находится устройство, называемое магнетроном. Магнетрон немного напоминает электронно-лучевую трубку телевизора: он использует электрический ток бытовой сети для того, чтобы испускать электроны. Притянутые магнитами магнетрона, электроны движутся по кругу. Во время движения они испускают фотоны микроволнового излучения — микроволны.

Микроволны направляются в камеру печи металлическим волноводом. На конце волновода находится вращающийся «смеситель», распределяющий волны равномерно по всей печи.

Печь сделана из металла. Металл отражает микроволны, как зеркало отражает видимый свет. Таким образом, волны удерживаются внутри печи, а сама печь не нагревается.

Стекло, напротив, свободно пропускает микроволны — вот почему за стеклянной дверцей находится металлическая решетка. Микроволны не могут пройти через ее ячейки — у них слишком большая длина волны, а видимый свет, у которого длина волны меньше, легко проходит через эту решетку. В результате мы можем видеть, что готовим.

Микроволны проникают в еду на глубину около 3 см и воздействуют в основном на быстро нагревающуюся воду, содержащуюся в продуктах. Ученые говорят, что электрическое поле микроволн заставляет молекулы воды двигаться все быстрее» Температура — это всего лишь характеристика интенсивности движения молекул. Таким образом, чем быстрее движутся молекулы, тем выше температура воды. Вода вскоре начинает закипать, и тепло распределяется по всему объему приготовляемой еды. И вот уже еда готова! Дзынь!