Mikrowellenöfen arbeiten nicht wie herkömmliche Öfen. Wie funktionieren Mikrowellen dann? Mikrowellenöfen nutzen das Verhalten von Wassermolekülen, wenn sie elektromagnetischen Wellen im Mikrowellenband ausgesetzt sind.
Um zu verstehen, wie dies geschieht, müssen wir die grundlegenden Eigenschaften von Wassermolekülen und Mikrowellen (die elektromagnetischen Wellen, nicht den Ofen) verstehen.
Das mickey mausförmige Wassermolekül ist eigentlich ein Dipol. Das heißt, eine Seite ist positiv geladen, während die andere negativ ist.
Zum Kochen verwendete Mikrowellen sind dagegen elektromagnetische Wellen mit Frequenzen im Bereich von 2,45 GHz. Elektromagnetische Wellen sind Wellen, die aus elektrischen und magnetischen Wechselfeldern bestehen. In dieser Diskussion beschäftigen wir uns mehr mit den elektrischen Wechselfeldern, da geladene Teilchen leicht reagieren, wenn sie ihnen ausgesetzt werden.
Das heißt, wenn ein positiv geladenes Teilchen einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, erfährt es eine Kraft (aufgrund des Feldes), die in Richtung des Feldes zeigt. Wenn dagegen ein negativ geladenes Teilchen demselben Feld ausgesetzt ist, erfährt es eine Kraft in der dem Feld entgegengesetzten Richtung.
Da nun eine elektromagnetische Welle (wie die Mikrowelle) aus elektrischen Wechselfeldern besteht, erfährt eine ihr ausgesetzte Ladung Kräfte, deren Richtung sich regelmäßig ändert. Bei Wassermolekülen, die Dipole sind, würde der Nettoeffekt die Moleküle zur Rotation zwingen. Da sich die Felder abwechseln, ändert sich die Drehung in regelmäßigen Zeitintervallen von im Uhrzeigersinn nach gegen den Uhrzeigersinn.
Die bewegten Wassermoleküle würden dann Wärmeenergie besitzen, die (ähnlich wie Reibung) auf nahegelegene Moleküle abreiben kann. Wenn die Wassermoleküle im Körper, der der Mikrowelle ausgesetzt ist (wie zum Beispiel Lebensmittel), gut verteilt sind, kann sich der gesamte Körper schnell erwärmen - ganz zu schweigen von einer gleichmäßigen.
Elektromagnetische Wellen im Mikrowellenbereich sind für diesen Zweck am besten geeignet, da sich die Wassermoleküle leicht drehen, wenn sie solchen Frequenzen ausgesetzt werden.
Vermeiden Sie es, während des Erhitzens Metall in die Mikrowelle zu geben. Der Grund dafür ist, dass spitze Teile des Metalls hohe Spannungen ansammeln können, die einen dielektrischen Durchschlag der Luft im Ofen verursachen können. In diesem Fall können einige schädliche Gase entstehen.
Da Mikrowellenherde normalerweise keine Heizelemente haben, kann die Temperatur in den Innenwänden des Ofens sofort sinken. Sie müssen sich also nur darum kümmern, dass Sie sich am Essen verbrennen und nicht an den Wänden.
Weitere Informationen zu elektromagnetischen Wellen finden Sie hier im Space Magazine. Möchten Sie wissen, wie das 25 Jahre alte Rätsel der Röntgenemissionen gelöst wurde? Wir haben auch darüber geschrieben, wie Astronomen das mysteriöse Röntgenlicht der Milchstraße aufgelöst haben
Bei der NASA und der Physics World gibt es mehr darüber. Hier sind einige Quellen:
Röntgenastronomie
Röntgenstrahlen dünner
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Optische Astronomie
Quelle: Wikipedia
