A válasz a mikorhullámú sütő nevében van, vagyis mikrohullámmal. A mikrohullám egy bizonyos hullámhosszú elektromágneses sugárzás az infravörös és a rádióhullám között. A mikrohullám 12 cm hosszú a tetejétől az aljáig, és ez a fajta sugárzás a legtöbb ételt könnyedén felmelegíti.
Hogyan állítunk elő mikrohullámot?
Egy elektromos transzformátor a hálózatból kapott 220V feszültségű áramot legalább 4000V-ra alakítja, majd átvezeti egy magnetron nevű szerkezetbe. A magasfeszültség felhevíti a magnetron belsejében található rostot (katód), aminek a hatására a rost felesleges energiát szabadít fel, vagyis elektronokat.
Normális esetben ezek a szabad elektronok egyszerűen kirepülnének a katódból az anód felé, de egy kör alakú mágnes visszatéríti őket a katód felé. A mágnes kör alakú formája miatt az elektronok egyfajta hurokban kezdenek el “repülni”.
Ahogy az elektronok körbe-körbe mozognak a katód és a mágnes között, elhaladnak a mágnes anód felé nyitott része előtt, ekkor jön létre a mikrohullám. A mikrohullám nem össze-vissza terjed, hanem egy antenna segítségével a sütőtérbe van vezetve. Itt különböző minták alapján visszaverődik a sütő falairól. Mivel ezeknek a hullámoknak a visszaverődési mintázata nem változik (állóhullámok), ezért, ha összetalálkoznak, kioltják egymást, és nem melegítik fel az ételt. Ezért van szükség egy forgó tányérra, ami elforgatja az ételt a “halott zónákból”, és a hasznos sugárzás felé fordítja, vagyis mindenhol felmelegíti.
Hogyan melegíti fel az ételt a mikrohullámú sütő?
A magnetron által létrehozott mikrohullámot az ételben található víz-, cukor-és zsírmolekulák (a továbbiakban csak víz) könnyedén “elnyelik”, ami vibrálásra készteti őket, és a mozgási energiát hőenergiává alakítják. Éppen ezért azok az ételek, amikben kevés a vízmolekula, sokkal kevésbé melegszenek fel, mint azok, amikben sok vízmolekula van.
A vízmolekulák a mágnesekhez hasonlóan pozitív töltéssel rendelkeznek az egyik oldalukon, a másikon pedig negatívval. A mikrohullámok szintén pozitív töltésűek a felső részükön, és negatív töltésűek az alsón. Ahogy a mikrohullám elhalad egy vízmolekula mellett, a hullámnak hol a felső (pozitív), hol az alsó (negatív) része lesz közelebb a vízmolekulához. Ennek megfelelően a vízmolekula igyekszik mindig az ellentétes töltésű felével a hullám felé fordulni.
A mikrohullámú sütő esetében a pozitív és negatív töltés másodpercenként 2.45 milliárdszor cserélődik (2.45 GHz), vagyis az érintett molekulák nagyon gyorsan kezdenek el ide-oda billegni. Egyszerűen engedelmeskednek a fizika szabályainak, hogy a töltések mindig ellenkezőek legyenek – tehát vibrálni kezdenek. A molekulák elmozdulnak egymás mellett, ami jelentős mennyiségű súrlódást, vagyis hőt generál, tehát az étel felmelegedik.
Miért nem tehetünk fémet a mikróba?
Habár a mikrohullámot a legtöbb műanyag, üveg és kerámia nem nyeli el, a fémek visszaverik, így a mikrohullámok olyan irányban verődnek vissza a sütő falára, ahogy nem szabadna nekik, és megrongálhatják a sütőt. Néhány esetben a mikróba helyezett fém nagyon felhevülhet, és ezt az ételgyártók okosan ki is használják. Vannak olyan előregyártott ételek, amelynek a csomagolásán egy vékony fémfólia húzódik. Amikor betesszük a mikróba, a fém visszaveri a mikrohullámot az étel fémmel érintkező része szépen megpirul és ropogóssá válik.
A mikrohullámok oszcillációja koncentrált elektromos mezőt eredményezhet egy fémtárgy sarkában vagy szélén, ezzel ionizálva a környező levegőt. Ekkor hallani is lehet, ahogy “pattog” a levegő. Más esetben szikrákat is látni, de ez a jelenség nem korlátozódik csupán a fémekre.
Okozhat daganatos megbetegedést a mikrohullámú sütő?
Nem. A mikrohullámot alkotó fotonoknak nincs elég energiája ahhoz, hogy daganatos elváltozást okozzanak a sejtjeinkben. Ráadásul a mikrohullámú sütő nem engedi kiszabadulni a mikrohullámokat. Habár az üvegen keresztülhatolnak, a sütő ajtajába épített fém rácson képtelenek átjutni, mivel a hullámhosszuk 12 cm. Tehát a sütőbe helyezett étellel semmi más nem történik, csupán felmelegszik.