FYZIKálne deje V MIKROVLNEJ RÚRE

1. František Kundracik Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského Projekt „Fyzika očami fyzikov“ FYZIKálne deje V MIKROVLNEJ RÚRE

2. Sú to elektromagnetické vlny, šíria sa rýchlosťou svetla • Podobné vlnám na hladine, nemení sa výška hladiny, ale smer elektrického a magnetického poľa • Tak ako vlny na hladine rozkmitajú drievko, elektromagnetické vlny rozkmitajú elektricky nabité alebo zmagnetizované čiastočky Čo sú mikrovlny?

3. Odrážajú sa od kovových predmetov ako od zrkadla – využívajú to radary Dokážu rozkmitať niektoré typy molekúl – to je základ mikrovlných rúr Dajú sa anténami dobre nasmerovať – základ satelitných prenosov, mikrovlnového internetového pripojenia, ... Čím sú mikrovlny zaujímavé?

4. Dr. Percy Spencer pracoval v r. 1946 na vývoji radarových systémov v Raytheon Company. • Roztopená čokoláda vo vrecku • Pukance • Explodujúce vajíčko Objav mikrovlnej rúry

5. Explodujúce vajíčko

6. 340 kg Veľkosť chladničky Skúšobná prevádzka v reštaurácii Prvá mikrovlnka

7. Obchodné meno „Radarange “ vybrali zamestnanci Raytheon Company 1975 – víťazstvo mikrovlniek nad klasickými rúrami Prvá mikrovlnka do domácnosti

8. Magnetrón – zdroj mikrovĺn Z čoho sa skladá mikrovlnka

9. Kovový obal Iba malé dierky v kovovom okienku Interferencia bráni prieniku mikrovĺn okolo dvierok Ako uzavrieť mikrovlny

10. Všetko sa skladá z atómov a molekúl, ktoré sa chvejú Vyššia teplota = silnejšie kmity molekúl Pri klasickom pečení – rýchle molekuly z ohňa narážajú do molekúl jedla a rozkmitávajú ich Ako ohrieva mikrovlnka – čo sa deje v teplom predmete

11. Niektoré molekuly, napríklad voda, tuky a cukry majú jeden svoj koniec nabitý kladne a druhý záporne Ak ich umiestnime medzi elektricky nabité dosky (do elektrického poľa), otočia sa kladným koncom ku zápornej doske a naopak Mikrovlnka vytvára rýchlo sa meniace elektrické pole, ktoré spôsobuje rýchle otáčanie molekúl vody Ako ohrieva mikrovlnka – čím hýbu mikrovlny

12. 2500 miliónov otočení molekuly vody za sekundu • miliardy miliárd molekúl vody pracujú v každom kúsku jedla a rozkmitávajú jeho molekuly Ako ohrieva mikrovlnka – pohyb molekúl vody

13. Látky, ktoré nemajú molekuly s nerovnomerne rozloženým nábojom (sklo, plasty), alebo ktorých molekuly sa nemôžu otáčať (ľad) mikrovlnka nedokáže ohriať Šálka alebo tanier môžu ostať relatívne chladné, aj keď ich obsah je horúci Sklo a plasty nedokáže mikrovlnka ohriať

14. Klasická elektrická a plynová rúra ohrieva jedlo na jeho povrchu a trvá dosť dlho, kým sa uvarí aj vnútro Mikrovlnka rozkmitáva molekuly v celom objeme súčasne, uvarí rýchlejšie Ak jedlo pri ohrievaní uvoľňuje plyny – „nafúkne sa“ Pokiaľ má jedlo šupku neprepúšťajúcu vzduch (vajce, zemiak, ...) – môže až explodovať Mikrovlnka ohrieva „zvnútra“

15. Penové cukríky obsahujú vzduch, mydlo uvoľňuje voňavé látky a tvorí sa v ňom vodná para Cukríky sú mäkké, mydlo teplom tiež mäkne Nafukujúce sa veci

16. Mydlové larvy

17. Voda ohrievaná v celom objeme súčasne sa môže „prehriať“ – začne vrieť odrazu, niekedy až exploduje • Zovretie urýchlia čiastočky kávy alebo čaju – treba ich dať už do pohára s vodou Pozor na vodu!

18. Mikrovlnka dáva veľkú energiu, ktorú celú prijme predmet • Prudké prehriatie predmetu, až vznik požiaru! • Nezapínať prázdnu mikrovlnku – energia zohreje niečo v mikrovlnke – môže sa pokaziť! Čo sa stane, ak je mikrovlnka skoro prázdna?

19. Hrozno v mikrovlnke

20. Pri procese odrazu tečie v kove elektrický prúd • Pokiaľ je kov dosť hrubý a bez ostrých hrán a hrotov (lyžička, hrubšia hliníková fólia) – áno, mikrovlny sa iba odrazia podobne ako na stenách mikrovlnky • Pokiaľ sú tenké alebo majú hroty – pretavenie elektrickým prúdom, iskry, oheň! Môžeme dať do mikrovlnky kovové predmety?

21. Alobal v mikrovlnke

22. Špendlík v mikrovlnke

23. CD v mikrovlnke

24. Žiarovka v mikrovlnke

25. Sviečka, nad ňou pohár alebo iná sklená nádoba • Plameň a plazma sú vodivé, elektrický prúd vyvolaný žiarením ich ohrieva (ITER) • Môže vzniknúť stabilný bezelektródový výboj pri atmosferickom tlaku Plazmoid v mikrovlnke

26. Mikrovlny nie sú ionizujúce – nemôžu priamo -spôsobiť genetické mutácie – iba ohrievajú • Aj v mikrovlnke je možné jedlo pripáliť – chemicky modifcikovať a vytvoriť v ňom škodlivé látky – je to ale ťažšie než na panvici • ICNIRP neeviduje žiadne škodlivé účinky v mikrovlnke pripravených potravín na zdravie, stále sa to sleduje • Z nepoškodenej mikrovlnky sa mikrovlny nedostanú von (určite menej než z mobilov), zásadne nepoužívať mikrovlnkus poškodenými dvierkami • Mikrovlnku dokážu obsluhovať aj deti – ale môže to byť pre ne nebezpečné Je mikrovlnkabezpečná?