Как работает микроволновка

Растаявшая шоколадка

В 1945 году инженер американской компании Raytheon Перси Спенсер работал с радарами и заметил, что у него в кармане растаяла шоколадка. Он поставил опыт: поднёс к излучателю кукурузные зёрна — они превратились в попкорн, — а затем попробовал приготовить яйцо. Так родилась идея готовить еду радиоволнами^[1].

Первая микроволновка Radarange 1947 года была ростом почти 1,8 метра, весила около 340 кг, потребляла 3 кВт и охлаждалась водой. Её сдавали в аренду ресторанам.

Как устроена печь

• Магнетрон — электронная лампа, которая превращает высокое напряжение в микроволновое излучение.
• Камера — металлическая коробка: стенки отражают микроволны, и те многократно проходят через еду.
• Вращающийся столик или металлическая «мешалка» в стенке — чтобы поле распределялось равномернее.
• Дверца с сеткой — отверстия в сетке намного меньше длины волны микроволн, поэтому излучение не проходит, а свет — проходит, и еду видно.
• Блокировка дверцы — две независимые системы блокировки выключают магнетрон, как только открывается защёлка, а контрольная система останавливает печь, если блокировка неисправна^[2].

Почему еда нагревается

Микроволны — это электромагнитное поле, которое меняет направление миллиарды раз в секунду. Молекулы воды, жиров и сахаров полярны: у них есть «плюс» и «минус». Они пытаются поворачиваться вслед за полем, сталкиваются с соседями — и эта молекулярная «толкотня» превращается в тепло. Это называется диэлектрическим нагревом.

Почему греется неравномерно

На частоте 2,45 ГГц микроволны проникают в еду примерно на сантиметр (во влажных продуктах — до нескольких сантиметров). Глубже тепло доходит обычной теплопроводностью — поэтому миф о нагреве «изнутри» неверен: толстый кусок греется снаружи внутрь.

Кроме того, в камере образуются горячие и холодные точки. Столик и мешалка их сглаживают, но не устраняют. Поэтому еду стоит помешать или перевернуть, а режим разморозки работает на малой мощности — чтобы тепло успевало расходиться к замёрзшим участкам.

Почему искрит металл

Гладкая крупная металлическая посуда обычно не искрит, но острые и тонкие предметы — вилки, скомканная фольга, золотая кайма на тарелке — создают сильное поле на кромках, и между ними проскакивают искры. Это может повредить и посуду, и печь.

Это безопасно?

Да. Микроволны — неионизирующее излучение: в отличие от рентгена, им не хватает энергии, чтобы ионизировать молекулы, и еда от них не становится радиоактивной. Металлический корпус и сетка не выпускают их наружу, а при открытой дверце магнетрон выключается. В США утечка излучения ограничена законом: не больше 5 милливатт на квадратный сантиметр примерно в 5 см от корпуса. Пользоваться печью с повреждённой или неплотно закрывающейся дверцей нельзя.