Что значит СВЧ: расшифровка аббревиатуры
Многие не раз слышали выражение СВЧ, видели эти буквы на разных приборах или инструкциях к ним. Однако далеко не все знают, что обозначает эта аббревиатура. Подробная расшифровка СВЧ поможет лучше понять суть этого термина и узнать, в каких областях он применяется чаще всего.
Сверхвысокая частота
Дословно сокращённое выражение расшифровывается как сверхвысокая частота. Для обывателя эти слова могут показаться непонятными. Чтобы лучше понять, что значит СВЧ, необходимо иметь хотя бы минимум знаний из области физики. Эта наука изучает разные типы электромагнитного излучения:
- сверхдлинное (радиоволны);
- терагерцевое;
- инфракрасное;
- оптическое;
- ультрафиолетовое;
- жёсткое и рентгеновское.
Волны сверхвысокой частоты занимают место между частотой инфракрасной дальней области и ультравысокими частотами. Их длина образует широкий диапазон от одного миллиметра до тридцати сантиметров. В сравнении со сверхдлинными радиоволнами, длина которых измеряется сотнями метров, размер СВЧ-волн чрезвычайно мал, поэтому их ещё называют сантиметровым или дециметровым диапазоном. В зарубежной литературе излучение сверхвысокой частоты принято называть микроволновым.
Особенность волн со сверхвысокой частотой заключается в том, что они объединяют в себе свойства, присущие как световому излучению, так и радиоволнам. К примеру, так же как и лучи света, СВЧ-волны способны отражаться, фокусироваться, распространяться по прямой.
Спутниковая связь и радиолокация
Ещё одно сходство такого излучения со световыми лучами заключается в способности передавать информацию в режиме повышенной плотности. Т. е. один луч сверхвысокой частоты может транслировать до тысячи телефонных разговоров. Это свойство позволило с успехом применить СВЧ-излучение:
- В радиолокации. Суть использования СВЧ в радиолокационном оборудовании заключается в том, что запущенные в пространство короткие и интенсивные импульсы частично отражаются от удалённых предметов, возвращаются и регистрируются специальными приборами. Интерес к такой технике обнаружения предметов возник ещё во время Второй Мировой войны, когда чрезвычайно остро стоял вопрос поиска.
- В коммерческих линиях связи. Преимущество использования лучей сверхвысокой частоты в этой области заключается в траектории их распространения. В отличие от других волн, используемых для обеспечения связи, СВЧ проходят не по линии поверхности земли, имеющей множество неровностей, а по прямой от одной ретрансляционной станции к другой. Чтобы сигнал передавался быстро и качественно, такие станции располагают на большой высоте через каждые 50 км. Обустройство коммерческих линий обходится достаточно дорого, но цена полностью компенсируется низким потреблением электроэнергии и высокой информационной ёмкостью каналов связи.
Ещё одна сфера, где эффективно используются СВЧ-волны — это спутниковая связь. На суше она обеспечивается с помощью системы радиобашен, транслирующих сигналы на большие расстояния. В случае с межконтинентальными переговорами роль ретрансляторов выполняют искусственные спутники, располагающиеся на геостационарной орбите Земли. В каждом спутнике сосредотачиваются тысячи каналов связи, гарантирующих одновременную передачу высококачественных телефонных и телевизионных сигналов пользователям современных устройств.
Применение в быту
Наверняка каждый, кто хоть раз задумывался, что значит СВЧ, как расшифровывается это выражение, сразу же вспоминал про микроволновую печь. Этот устройство является, пожалуй, самым известным примером использования волн сверхвысокой частоты в быту. В его основе заложено тепловое воздействие СВЧ-волн.
Это свойство было случайно обнаружено американским учёным-физиком Перси Спенсером в далёком 1942 году. В результате, спустя три года, учёный получил патент на применение излучения в процессе приготовления пищи. Уже через пару лет в военных госпиталях и столовых появилось устройство весом более 300 кг, являющееся прототипом современной микроволновки. За несколько десятилетий прибор существенно изменился. В него была встроена микропроцессорная система управления, появился вращающийся стол. Современные модели имеют возможность соединения с интернетом.
Несмотря на все модернизации и видоизменения, главным достоинством микроволновой печи была и остаётся скорость разогрева и приготовления пищи. Эта скорость обеспечивается благодаря тепловому воздействию микроволн не только на поверхность, а на весь объём продукта.
Устройство и принцип работы микроволновки
Устройство микроволновой печи нельзя назвать чересчур сложным. Её конструкция состоит из:
- Металлической камеры. В неё помещают продукты для приготовления.
- СВЧ-излучателя (магнетрона).
- Трансформатора. Он обеспечивает магнетрон высоковольтным питанием.
- Волновода. По нему излучение от магнетрона передаётся к камере.
Равномерный разогрев пищи в печи обеспечивается за счёт вращения специального столика. Встроенный внутрь вентилятор помогает избежать перегрева в процессе работы, электронные схемы делают управление микроволновкой максимально удобным и безопасным.
Разогрев продуктов, помещённых в металлическую камеру, происходит за счёт воздействия на них мощных лучей частотой 2450 МГц. Проникая внутрь на глубину порядка 3 см, эти лучи приводят в движение полярные молекулы, в большом количестве присутствующие во всех продуктах питания. В результате интенсивного движения молекул пища быстро разогревается.
Во время работы микроволновки температура внутри камеры достигает очень больших значений, поэтому в конструкции предусмотрен специальный элемент, предохраняющий прибор от перегрева — термопредохранитель (термореле). Основной деталью термореле является биметаллическая пластина, способная изменять форму под влиянием температуры.
Когда уровень нагрева достигает предельных значений, пластина меняет форму и заставляет действовать толкатель, который размыкает соединение пластин контактной группы и останавливает работу СВЧ-печи. По мере снижения температуры пластина регулятора возвращается в первоначальное положение, контакты замыкаются, устройство снова начинает свою работу.
Помимо бытового использования, печи, работающие на основе СВЧ-излучения, нашли применение в промышленности. Их используют для обработки стройматериалов, размягчения горных пород, рекультивации нефти и др.
Что будет, если сунуть голову в микроволновку, как она влияет на Wi-Fi и другие факты об СВЧ
Расшифровка СВЧ – сверхвысокие частоты электромагнитного излучения, которые расположены в спектре между частотой инфракрасной дальней области и ультравысокими частотами. Длина волн данного диапазона составляет от тридцати сантиметров до одного миллиметра. Именно поэтому СВЧ иногда называют сантиметровыми и дециметровыми волнами. В зарубежной технической литературе расшифровка СВЧ – микроволновый диапазон. Имеется в виду, что длина волн очень мала в сравнении с волнами радиовещания, которые имеют порядок в несколько сотен метров.
Почему еда взрывается в микроволновке
Кто застал этот процесс, знает, что еда не просто взрывается, а делает это с характерным громким хлопком.
Связано это опять же с принципом действия. Чем больше внутри продуктов воды, тем больше вероятность взрыва. Именно поэтому вареная курица разлетается намного сильнее.
Такое было не у всех, но у многих.
Доказательством сказанного является то, что если положить в микроволновку сухарь, то он почти не нагреется, а если поместить внутрь мандарин или помидор, то за тряпкой можно идти еще до того, как включишь прибор — разлетится как надо!
Свойства СВЧ-диапазона
По своей длине данный тип волн – промежуточный между излучением света и радиосигналами, поэтому он и обладает свойствами обоих видов. Например, как и свет, эти волны распространяются по прямой траектории и перекрываются практически всеми более-менее твердыми объектами. Аналогично световому излучению, СВЧ может фокусироваться, отражаться, распространятся в виде лучей. Несмотря на то что расшифровка СВЧ акцентирует внимание на «сверх»-высоком диапазоне, многие антенны и радиолокационные устройства являют собой несколько увеличенный вариант зеркал, линз и других оптических элементов.
Почему плохо работает Wi-Fi на кухне
Задумывались над этим? Тогда бегом покупать новую микроволновку! Как я уже сказал вначале, СВЧ работает на электромагнитных волнах с частотой 2,45 ГГц. Она почти полностью совпадает с частотой домашнего Wi-Fi роутера. У некоторых пользователей есть 5 ГГц сети, но подавляющее большинство выбирает первый вариант.
Wi-Fi и микроволновка — плохие соседи.
Когда сигнал идет от роутера, он может ”засоряться”. Это будут соседские сети и другое излучение. Но зная, что излучение СВЧ-печи в сотни раз мощнее того, что выдает роутер, можно понять, насколько оно мешает передаче сигнала.
Правда, производители микроволновок позаботились о том, чтобы излучение оставалось внутри и исправные приборы с этим справляются. Примером такой защиты служит сеточка на стекле дверцы. Это специальный металлизированный экранирующий слой. Он не просто защищает людей, но и позволяет печке работать более эффективно (с меньшими потерями). Естественно, подобным образом экранирован весь корпус.
Та самая защита стекла микроволновки.
Если прибор старый или некачественный, защитные свойства могут снижаться, что приводит к ”утечке” излучения. Это влияет не только на домашний Wi-Fi, но и на людей. Хотя по этому поводу до сих пор ведутся споры.
Генерация
Так как излучение сверхвысоких частот схоже с радиоволнами, то и генерируется оно схожими методами. Расшифровка СВЧ предполагает применение к ней классической теории радиоволн, однако благодаря повышенному диапазону существует возможность повысить эффективность его использования. К примеру, один только луч может «нести» сразу до тысячи телефонных разговоров одновременно. Сходства СВЧ-волн и света, выражающихся в повышенной плотности переносимой информации, оказались полезными для радиолокационной техники.
Как снизить вредное воздействие микроволнового излучения
Но раз уж существует проблема, то есть и пути ее решения. И защита от микроволнового излучения поможет сохранить здоровье. Есть несложные правила, которые помогут снизить вред, но и не скажутся негативно на вашем комфорте.
Чтобы снизить вред от использования микроволновки следует:
- Исключить контакт с детьми. Лучше всего использовать более традиционные способы разогревать смеси, молоко, а также еду для детей.
- Избегать прямого контакта с частями микроволновки если у вас влажные руки. Это может стать причиной ожогов и проблем с кожей. Все потому, что жидкость реагирует на излучение очень быстро.
- Не использовать прибор в случае неисправности. Если повреждено стекло или корпус, то таким прибором пользоваться категорически запрещено. СВЧ излучение будет намного сильнее, ведь выполнявшие защитные функции части сломаны.
Нас окружают различные источники микроволнового излучения, и мы не можем точно проверить какое у них излучение. И именно поэтому следует внимательно относиться к таким приборам и правилам безопасности. Нужно помнить о том, что чем дольше прибор работает и чем дольше вы им пользуетесь, тем выше вероятность появления серьезных отклонений. Они могут появиться не сразу, а спустя долгие годы, поэтому не стоит игнорировать эту опасность. Лучше всего реже использовать такие приборы или заменить их на более безопасные.
Если вы заботитесь о своей безопасности и безопасности семьи, то лучше всего исключить все опасные источники влияния в вашем доме. И для этого стоит обратиться к специалистам лаборатории «ЭкоТестЭкспресс», где на протяжении 14 лет проводятся качественные исследования. Таким образом можно как устранить существующие проблемы, так и предупредить появление новых.
Применение сверхвысоких частот в области связи
Как мы уже говорили, расшифровка СВЧ – сверхвысокие частоты. Инженеры и техники решили применить эти радиоволны в связи. Во всех странах активно используют коммерческие линии связи, основанные на передаче волн высоких диапазонов. Такие радиосигналы идут не по кривой земной поверхности, а по прямой, через ретрансляционные станции связи, расположенные на высотах с интервалами около пятидесяти километров.
Для передачи не нужны большие затраты электроэнергии, так как СВЧ-волны допускают узконаправленные прием и передачу, а также на станциях усиливаются электронными усилителями перед ретрансляцией. Система антенн, башен, передатчиков и приемников кажется дорогой, но все это окупается информационной емкостью подобных каналов связи.
Можно ли пользоваться микроволновкой
Пользоваться микроволновкой можно. Иногда даже нужно, просто не стоит считать ее идеальным прибором и стоит время от времени следить за ее состоянием. В том числе за чистотой, так как ошметки пищи — это рассадник бактерий. Вот только чистить ее надо аккуратно и в соответствии с инструкцией, чтобы не повредить защитное покрытие и на испортить прибор.
Почему при высоком уровне радиации можно увидеть странные вспышки света?
Лично я лишний раз стараюсь пользоваться духовкой или плитой, но это не всегда получается. Я так делаю не из-за страха СВЧ, а только из-за того, что мне больше нравится принцип такого разогрева. В микроволновке все быстро, просто, но как-то не по-домашнему.
Применение сверхвысоких частот в области спутниковой связи
Система радиобашен для ретрансляции СВЧ-сигналов на большие расстояния может существовать только на суше. Для межконтинентальных переговоров используют искусственные спутники, которые находятся на геостационарной орбите Земли и выполняют функции ретрансляторов. Каждый спутник предоставляет несколько тысяч каналов связи высокого качества своим клиентам для передачи телевизионных и телефонных сигналов одновременно.
Распространение СВЧ-печей
Несмотря на подозрения и опасения ученых, техника успешно набирала обороты продаж, ведь это была удобная и практичная вещь в быту. Сам изобретатель не сомневался в успехе своего продукта, так как считал его незаменимым. Рассмотрим этапы развития микроволновки:
- Самые первые бытовые микроволновки были громадных размеров. Изначально их применяли только военные, но уже к 1949 году началось серийное производство, и электрические приборы появились в богатых домах. Стоимость устройства равнялась трем тысячам долларов.
- СВЧ-печи совершенствуются и к 1962 году становятся намного доступнее. Цена за один аппарат снизилась в несколько раз.
- В 1966 году была изобретена вращающаяся подставка, позволяющая равномерно распределять исходящие микроволны на блюдо.
- К 1979 году электрозатратность микроволновки снижается благодаря установке микропроцессора. Добавляется и другая полезная функция — автоматическое выключение.
Микроволновые печи, оснащенные микропроцессором
Термообработка продуктов
Первые попытки применения сверхвысоких частот для обработки пищевых продуктов получили положительные, и даже восторженные отзывы. СВЧ-печи на сегодняшний день применяют как в домашних условиях, так и в крупной пищевой промышленности. Генерируемая электронными высокомощными лампами энергия концентрируется в незначительном объеме, что позволяет термически обработать продукцию чисто, компактно и бесшумно.
Встраиваемая СВЧ-печь получила наибольшее распространение в домашнем хозяйстве, и ее можно найти на многих кухнях. Также подобные устройства бытового назначения применяются во всех местах, где необходим быстрый подогрев и подготовка блюд. Печь СВЧ с грилем, например, является абсолютно необходимым элементом для любого уважающего себя ресторана.
Вредна ли еда из микроволновки
Тут мнений тоже очень много. С одной стороны, в ней нет ничего страшного. Максимум, что может случиться, это денатурация белка, которая происходит при обычной варке или жарке. Процесс изменения молекулярного состава, который происходит в микроволновке, является обычным делом при нагреве еды. Поэтому переживать из-за этого не стоит. Максимум, еда может потерять ”товарный вид”.
Мифы о радиации. Что правда, а что нет
Одно из немногих справедливых утверждений противников микроволновок — еда недостаточно нагревается, чтобы убить все бактерии и микроорганизмы. Это действительно так. Еда нагревается не очень быстро и не всегда равномерно, а температура не держится высокой долго, чтобы убить все, что надо убить.
Еда в СВЧ-печи будет безопасной, только если внутри чисто.
В остальном микроволновка не должна портить еду. Снова возвращаемся в начало статьи и видим, что это просто физический нагрев, только немного другой природы.
Основные источники излучения
Прогресс в использовании СВЧ-волн связан с такими электровакуумными приборами, как клистрон и магнетрон, которые способны генерировать огромное количество энергии высокой частоты. Использование магнетрона базируется на принципе объемного резонатора, стенки которого являются индуктивностью, а пространство между стенами – емкостью резонансной цепи. Размеры данного элемента выбирают по необходимой резонансной сверхвысокой частоте, которая бы соответствовала нужным соотношениям между емкостью и индуктивностью.
Итак, расшифровка СВЧ — сверхвысокие частоты. Размер генератора напрямую влияет на мощность подобных излучений. Магнетроны малого размера для высоких частот являются такими маленькими, что их мощности не могут достичь нужных величин. Проблема также стоит и с использованием тяжелых магнитов. В клистроне она частично решена, так как в этом электровакуумном приборе не нужно внешнее поле.
Опасны ли микроволновки для людей
Вот постепенно мы и пришли к этому вопросу. Если не вдаваться в подробности, то есть несколько основных мнений о том, как микроволновка влияет на людей. Одни говорят, что она влияет на весь организм, другие уверены, что все ограничивается только мозгом, а третьи считают, что страхи преувеличены.
Получена первая карта наблюдаемой Вселенной в рентгеновском излучении
Как обычно, истина далека от каждой из этих теорий. СВЧ-излучение не является ионизирующей радиацией. Оно не выбивает из атомов электроны и не делит ядра. Оно просто заставляет быстрее двигаться молекулы в поле своего действия. Если засунуть голову в микроволновку, то это действительно будет опасно и мозг закипит. Вот только с открытой дверью, к счастью, ни одна микроволновка работать не будет. Но надо понимать, что как при нагревании взрывается вареная курица или помидор, так же может пострадать и мозг, если оказать на него то воздействие, которое есть при работе СВЧ-прибора.
А еще микроволновка может работать без СВЧ. Иногда в них встраивают гриль.
Выходит, работа микроволновки полностью безопасна? Не совсем так. Влияние СВЧ только считается относительно безопасным, но говорить о том, какое влияние оно окажет в долгосрочной перспективе, нельзя. Именно поэтому выше я и посоветовал поменять микроволновку, если поймете, что ее защита нарушена. А заодно, стойте от нее подальше, когда она работает. На всякий случай.
Обзор лучших моделей микроволновок ведущих производителей
Всем известны микроволновки с грилем, позволяющие получить блюда с аппетитной румяной корочкой. А вот компания LG пошла дальше, разработав линейку печей Black Solar Dom, использующих галогеновый нагреватель. Нагреватель излучает свет, который по своим характеристикам близок к солнечному излучению. За счет удачного тандема микроволн и света блюда готовятся намного быстрее: всего за 300 секунд такая печь может разогреться до температуры 320 °C! Все это позволяет готовить блюда в считаные секунды.
LG Black Solar Dom
Всем известно, что яйца варить в микроволновке запрещено. Но что делать, если очень хочется? Использовать модель Wavedom MC-8483NL, предложенную тем же южнокорейским производителем. В комплектации к этой модели идет особая тарелка с куполом. За счет специального купола волны не проникают под скорлупу. Конечно, яичница – не единственное блюдо, которое можно приготовить в этой печи. В помощь владельцам бытовой техники производители создали специальную программу «русский повар», в которую заложено 16 блюд русской кухни.
Микроволновая печь Daewoo
А любителям пиццы и домашних блинчиков стоит присмотреться к продукции компании Daewoo. Для разогрева замороженной пиццы или приготовления домашней выпечки конструкторы предусмотрели специальный отсек внизу. А еще в этих микроволновках можно одновременно готовить 2 блюда, что позволит сэкономить время. Еще одна особенность – поворотный стол вращается как вокруг своей оси, так и в горизонтальной плоскости, что обеспечивает более равномерный прогрев. В моделях с системой 3D Power в изделии используется не 2, а три нагревательных элемента. Они расположены сверху, снизу и в боковой части.
СВЧ-печь Шарп
Любители русской кухни часто делают выбор в пользу СВЧ-печи Sharp. В ней можно печь блины, варить и жарить картофель, окорочка. Для этого есть 2 гриля: вверху – кварцевый, внизу – инфракрасный. Количество программ зависит от конкретной модели, в некоторых устройствах их может быть целых 27.
Микроволновая печь компании Самсунг
Очень интересны и печи Самсунг с функцией «любимый рецепт». Эта программа понравится тем, кто готовит пищу по уникальному рецепту. Даже если рецептура приготовления предусматривает неоднократное изменение мощности, вы сможете заранее сделать нужные настройки и заниматься другими делами, не отвлекаясь и не контролируя процесс, что очень удобно.
Печь Hyundai
Не менее широкие возможности открывают перед кулинарами микроволновки Hyundai. Здесь можно встретить все современные функции: возможность использовать одновременно режим гриля и микроволны, усовершенствованная функция разморозки и т. д.
Чем отличается СВЧ-печь от микроволновой печи
Микроволновая печь помогает в быстром приготовлении продуктов, удобна в использовании и не занимает много кухонного пространства. Чем она отличается от СВЧ-печи — рассказывают эксперты Miele.
Чем СВЧ-печь отличается от обычной микроволновой
Распространено мнение, что «СВЧ» и «микроволновка» — разные приборы. Это неверно:
- СВЧ. Техническая аббревиатура. Расшифровка звучит: «сверхвысокочастотное излучение». Именно за счет его происходит нагрев и приготовление продуктов в рабочей камере.
- Микроволновая печь или «микроволновка». Образовано от английского словосочетания «microwave oven». Такое название более понятно рядовому пользователю.
И «микроволновая печь» и «СВЧ-печь» работают за счет электромагнитного излучения. Отличий между этими приборами не существует. Есть лишь разница в моделях и количестве функций. При этом основной принцип работы по-прежнему построен на сверхвысокочастотном излучении с частотой 2.45 Герца.
Особенности обычной микроволновки
Микроволновые печи разделяют на два типа: встраиваемые в кухонные ниши / шкафы и отдельно стоящие приборы. В зависимости от модели, микроволновки Miele имеют следующие функции:
- Комбинированный режим. Для приготовления и подрумянивания продуктов.
- Поддержание тепла. Сохраняет температуру блюда в течении 15 минут после окончания программы.
- Кварцевый гриль. Для запекания в рабочей камере.
- Автоматические программы. Позволяют выбрать настройки, указать вес продуктов — остальное прибор сделает сам.
Удобство обеспечивают следующие технологии:
- Рабочая камера из нержавеющей стали. Устойчива к механическим повреждениям.
- Прохладные фронтальные панели. Наружные поверхности не подвержены нагреву.
- Дверца Clean Glass. Гладкая поверхность упрощает очистку после приготовления пищи.
Преимущества микроволновой печи СВЧ перед обычной
Как мы уже выяснили, отличий между микроволновкой и СВЧ-печью нет. Прибор обладает следующими преимуществами:
- простое приготовление блюд;
- быстрый подогрев;
- быстрое размораживание продуктов;
- компактные размеры — устройство можно встроить в кухню или установить на столешницу;
- простое управление и легкий уход.
Что лучше выбрать на кухню?
Выбор обусловлен только размерами прибора и его внешними характеристиками. Miele предлагает встраиваемые и отдельностоящие устройства следующих расцветок:
- нержавеющая сталь;
- графитовый серый:
- бриллиантовый белый;
- черный обсидиан.
Размеры различают по диаметру вращающегося поддона: 27.2 см, 32.5 см, 40.6 см. Кроме этого, доступно два вида управления и открытия дверцы:
Микроволновка: что в ней происходит на самом деле
Что микроволны делают с пищей и как правильно готовить в микроволновой печи
Роберт Вольке профессор химии, известный популяризатор науки, автор колонки в Washington Post и ряда популярных книг
По поводу микроволновок существует множество мифов и предрассудков, которые подкрепляются порой даже кулинарными книгами. Не пытаясь переубедить тех, кто принципиально не пользуется микроволновками, разберемся, что же происходит с пищей под действием микроволн, и почему инструкции к микроволновым печам написаны так, а не иначе.
До самого начала XX века люди использовали открытый огонь всякий раз, когда им надо было приготовить пищу. Сперва огонь разводили в кухонном очаге, а затем оказалось возможным поместить пламя в закрытое пространство, называемое кухонной плитой. И все же любому повару приходилось использовать топливо, чтобы зажарить условную свинью или даже просто вскипятить воду.
Всего лишь сто лет назад человечество обнаружило, что можно сжигать большое количество топлива на централизованной станции, используя огонь как для подогрева воды, так и для производства пара; затем с помощью этого пара вырабатывается электричество, и наконец, это электричество можно отправлять по медным проводам за тысячи километров на множество кухонь, где повара смогут использовать его для готовки.
Можно ли говорить, что поиск энергии для приготовления пищи завершен? Так казалось еще 50 лет назад, пока человечество не изобрело новый способ приготовления пищи — микроволновую печь. Она работала по абсолютно новому принципу, который понимали далеко не все, а потому многие люди с опаской относились к этому прибору. Да, микроволновые печи работают на электричестве, но нагревают пищу таким способом, который раньше даже трудно было себе представить. Можно с уверенностью утверждать, что это первый по-настоящему новый способ приготовления пищи за последний миллион лет.
Что такое микроволны?
Микроволны — это волны электромагнитного излучения (как и радиоволны, кстати), но их длина волны короче, а энергия — выше (длина волны и ее энергия взаимосвязаны: чем короче волна, тем больше энергия, которую она несет). Микроволны генерирует электронная лампа, называемая магнетроном, которая «отправляет» их в духовку — герметичную металлическую коробку, в которой микроволны постоянно отражаются от стенок все то время, пока работает магнетрон.
Магнетроны распределяют по категориям мощности, которая обычно составляет от 600 до 900 ватт (обратите внимание, это мощность вырабатываемых волн, а не мощность, потребляемая прибором; она обычно выше).
Эффективность микроволновой печи — то есть то, насколько быстро она справляется со своими обязанностями, — зависит от мощности микроволн в ваттах на кубический метр пространства в духовке. Для сравнения эффективности микроволновок разделите мощность микроволн в ваттах на объем в кубических метрах. Из-за того, что у разных микроволновок разная эффективность, в рецептах сложно указать точное время той или иной операции с использованием микроволн.
Как микроволновки вырабатывают тепло?
Повсеместно распространенное мнение гласит: «Микроволны заставляют молекулы воды „тереться“ друг об друга, и возникающее трение вызывает нагревание». На самом деле трение тут ни при чем.
Некоторые молекулы в продуктах — в особенности молекулы воды — ведут себя как крошечные электромагниты (говоря научным языком, молекулы — это электрические диполи, или, другими словами, они имеют полярность). Они имеют тенденцию выстраиваться по направлению электрического поля, точно так же как стрелка в компасе выравнивается по направлению магнитного поля Земли.
Электромагнитные волны в микроволновке имеют частоту 2,45 ГГц, или 2,45 миллиона циклов в секунду, поэтому электрическое поле в них меняет свое направление 4,9 миллиона раз в секунду. Образно говоря, бедные маленькие молекулы воды сходят с ума, пытаясь уследить за этими изменениями и меняя ориентацию 4,9 миллиона раз в секунду.
Заряженные энергией микроволн молекулы ударяются о соседние молекулы и расталкивают их в стороны — примерно так же, как взрывающееся зерно попкорна разбрасывает в стороны соседние зерна. После удара ранее неподвижная молекула становится быстродвижущейся молекулой, а быстрая молекула — это, по определению, горячая молекула. Вот таким образом вызванная микроволнами переориентация молекул трансформируется в тепло.
Как ни странно, микроволновки не очень хорошо справляются с растапливанием льда. Объясняется это тем, что молекулы воды во льду связаны друг с другом очень плотно в жесткую конструкцию (выражаясь научным языком, в кристаллическую решетку), так что они не могут переориентироваться туда и обратно под влиянием микроволновых колебаний, даже если вдруг «захотят» это сделать. Когда вы размораживаете продукты в микроволновке, то вы нагреваете ту часть продукта, которая не является льдом; получившееся в результате тепло переходит к кристаллам льда и растапливает их.
Почему пища, нагретая в микроволновке, должна постоять некоторое время после нагревания?
В отличие от своих электромагнитных «родственников» — рентгеновских лучей, которые имеют намного большую частоту и энергию, микроволны не могут проникать в пищу глубже чем на 2,5–3 см; их энергия полностью поглощается и превращается в тепло в поверхностных слоях. Это одна из причин, почему стоит следовать правилу «накрой и жди», приведенному в рецептах и инструкциях; проще говоря, нужно время для того, чтобы тепло из внешнего слоя дошло до внутренних слоев продуктов. В некоторых рецептах дается совет выключить микроволновку и перемешать пищу, а затем продолжить нагревание — все по той же причине.
Тепло распространяется двумя способами. Во-первых, самые горячие молекулы ударяются о соседние, более прохладные молекулы, передавая какую-то часть движения — а значит, и тепла — этим прохладным молекулам; именно таким образом тепло постепенно прокладывает себе путь в глубинные слои пищи.
Во-вторых, большое количество воды превращается в пар, который затем проникает в пищу, отдавая свое тепло в процессе прохождения через нее. Вот почему большинство продуктов, которые разогревают в микроволновке, следует выкладывать в неплотно прикрытые емкости (контейнеры); это делается для того, чтобы удержать внутри контейнера горячий пар, причем сделать это нужно так, чтобы он не создал внутри емкости повышенное давление и не сорвал крышку.
Оба этих процесса передачи тепла проходят довольно медленно, так что если времени для равномерного распространения тепла оказалось недостаточно, вы получите продукт, в котором есть как уже теплые, так и еще холодные участки.
Почти во всех продуктах содержится вода, так что практически все из них можно нагреть микроволнами (поэтому не пытайтесь готовить сушеные грибы таким способом). Однако стоит помнить, что молекулы, относящиеся к определенным видам продуктов, от-личных от воды (речь идет прежде всего о жирах и сахарах), тоже нагреваются микроволнами. Вот почему бекон так хорошо готовится в микроволновке, а изюм внутри булочек может оказаться обжигающе горячим, даже если сама сдоба едва согрелась.
Таким образом, осторожность в случае с жирными и содержащими сахар продуктами не помешает. Очень горячие молекулы воды могут выкипеть — выйти в виде пара, но очень горячие молекулы жира и сахара остаются внутри, и вот они могут оказаться опасными (проще говоря, могут обжечь). Это еще одна причина, почему всегда лучше немного подождать с выниманием и употреблением пищи из микроволновки.
Почему от микроволновки исходит такой звук, словно она постоянно то включается, то выключается?
Потому что именно это и происходит. Магнетрон работает циклично, то включаясь, то выключаясь, чтобы у тепла было время распределиться равномерно во всех продуктах, которые вы положили в микроволновую печь. Когда вы включаете печь на полную мощность, то вы не регулируете мощность магнетрона в ваттах: он в любом случае может работать только на полной мощности. Настройка «пятьдесят процентов мощности» означает, что печь будет включена половину положенного времени. Шум при включении и выключении, который вы слышите, — это звук охлаждающего вентилятора магнетрона.
Относительно новая разработка в области применения микроволновых печей — это инверторная технология. Вместо циклического включения и выключения печь дает постоянный (и более низкий) уровень мощности для более равномерного нагревания.
Почему в процессе приготовления контейнер с продуктом должен вращаться?
Трудно сконструировать микроволновку, в которой интенсивность микроволн была бы абсолютно одинаковой во всем внутреннем пространстве печи — в этом случае пища со всех сторон смогла бы нагреваться равномерно. Более того, любой продукт в печи поглощает микроволны, что также не способствует одинаковой мощности нагрева, которая (теоретически) могла бы там возникнуть.
Решение проблемы состоит в том, чтобы контейнер с пищей постоянно вращался, так как этим компенсируется неравномерность воздействия микроволн. Для этого в большинстве современных микроволновок есть автоматически вращающаяся подставка. А инструкции по размораживанию продуктов напоминают нам о необходимости повернуть нагреваемый продукт, когда пройдет примерно половина положенного времени.