ターンテーブルが食品を回転させて均一に調理することで、マイクロ波の干渉によって生じるホット スポットとコールド スポットの影響を軽減します。
もうすぐ午前 3 時ですが、お腹がゴロゴロ鳴っているので、床に置いてある食べかけのピザを食べることを検討します。残念ながら、今は寒いです。オーブンで再加熱することもできますが、オーブンが温まるまでには時間がかかります。ほとんどの人は、電子レンジに入れるだけで、数分で食べられるでしょう。今では簡単に言えますが、1940 年代までマイクロ波は存在しませんでした。電子レンジは、今日の形になる前に、一連の進化と改良を経てきました。
マイクロ波とは?
マイクロ波は、300MHz から 300GHz の範囲の電磁スペクトルの放射の一種です。これらの波の長さは最大1メートルになる可能性があるため、接頭辞「マイクロ」はマイクロメートルの範囲に限定されませんが、これらの波は電波よりも比較的小さいため、マイクロ波として区別されます.一般に信じられていることとは反対に、マイクロ波は「食品を調理するためにマイクロ波で使用される波」以上のものです。マイクロ波は気象パターンの観測に役立ち、あらゆる GPS システムの重要な側面を形成し、大気や葉に浸透して土壌の水分量を追跡することさえできます。これらの波は見通し内の経路を通って移動し、吸収される前にかなりの量の障害物を通過できるため、通信システムでの使用が説明されています。つまり、全体として、これらは有用性の点で非常に素晴らしい Wave です。
電子レンジが料理に役立つことをどうやって学んだのですか?
この偉大な発明の背後にある理由は、好奇心旺盛な精神による単純な観察でした。第二次世界大戦中、パーシー スペンサーという独学の科学者が効率的なレーダー システムの開発に大きく貢献しました。レーダー システムは、マイクロ波範囲の波を生成するマグネトロンを使用していました。戦争が終わりに近づくにつれ、マグネトロンの代替用途を見つける必要がありました。スペンサーは実験中に、アクティブなレーダー セットの近くに立っているときに、ポケットのチョコレート バーが溶けていることに気付きました。これが彼の興味をそそったので、彼はこれらの波を使って料理を作るというアイデアをいじくり回しました。彼は、ポップコーンを割って卵を茹でることで仮説を検証しました (実際に同僚の顔に飛び散りました!)。彼は、波を内部に保持し、閉じた環境で食品を調理するための長方形の空洞を設計しました。初期の電子レンジは巨大で、幅がほぼ 6 フィートもあり、高価であったため、ホテルでの使用が制限されていました。しかし、発見から 20 年以内の 1967 年までに、電子レンジはアメリカの家庭で最も人気があり、求められているデバイスの 1 つになりました!
電子レンジはどのように機能しますか?
これらのデバイスのマグネトロンは、電源からの電力を使用してマイクロ波を生成します。これらの波は、導波管によって長方形の金属キャビティに放出されます。波は前後に跳ね返り、金属の表面に反射して食品に到達します。マイクロ波は食品に浸透し、分子を振動させ、最終的に食品を加熱します。オーブンとは異なり、マイクロ波は伝導ではなく放射を使用した加熱の原理で動作するため、マイクロ波は食品内の分子を同時に均一に加熱します。液体分子は容易に励起されるため、液体含有量の多い食品は非常に急速に加熱されます。
電子レンジの働き (写真提供:Designua / Shutterstock)
電子レンジのユニークな点は?
実験: 電子レンジのガラス板にマシュマロを入れて、電子レンジを回転させずに調理できる機能をオンにします。ここで、マシュマロを 1 分ほど調理します。マシュマロのいくつかの場所は少し焦げ目がついていますが、他の場所では調理されていないことがわかります。なぜですか?
マイクロ波は空洞 (長方形の箱) に放出され、表面から反射され、最終的に食品分子に吸収されます。空洞に閉じ込められ、さまざまな表面で反射する波には、必ず干渉パターンがあります。波が干渉すると、合成波が形成されます。これは、定在波または親波とは強度が大幅に異なる波である可能性があります。波が建設的に干渉すると、振幅が 2 倍になり、波のエネルギーが増加します。これが電子レンジの空洞で発生すると、近くの食品を温めるホット スポットが作成されます。波が破壊的に干渉すると、正味の放射がなくなり、コールド スポットが作成されます。そのため、この場所の食べ物は冷たいままになりがちです。これらの定在波パターンは、マイクロ波キャビティ内にホット スポットとコールド スポットを作成します。これらの例はどちらも極端な可能性です。これら 2 つの両極端の間のどこかにある干渉パターンを持つ波もあります。
ホット スポットとコールド スポット (写真提供者:Fouad A. Saad/Shutterstock)
そのため、茶色のマシュマロはホット スポットにあり、残りはコールド スポットにありました。では、電子レンジで食品を均一に調理するにはどうすればよいでしょうか?
電子レンジは、未調理の食品の液体分子と相互作用します。本質的に、マイクロ波は周波数が非常に低いため、一種の定在波です。キャビティ全体に波を均等に分散させるには、食品の動き、つまり回転プレートを制御する必要があります。プレートの回転により、マイクロ波が均等に広がり、食品が同時に均一に調理されます。
食品が回転していなくても波が均等に広がるように、上部に一種のスターラー/ミキサーを備えたフラットベッド電子レンジもあります.
電子レンジは、世界中で最も人気のある電化製品の 1 つであり、ますます改良され、より洗練されています。レーダーシステムが料理用に改造できるとは誰が想像できたでしょうか!しかし、誰かがターンテーブルの必要性に気付いていなければ、この発明ははるかに人気がなかったでしょう.これは、電子レンジを使った調理などの科学的発見が革命的であることを証明していますが、少しの常識と簡単な工学も不可欠です!
