Тепловые свойства сверхвысокочастотных волн

Электромагнитные волны высокой частоты нашли свое применение в нашей повседневной жизни совершенно случайно — в процессе изобретения приборов для военных нужд.

Накануне Второй мировой американские военные заказали фирме Raytheon конструирование и сборку радаров, необходимых для обнаружения врага издалека. Над этим проектом работал большой коллектив исследователей и инженеров, среди которых был любитель-непрофессионал Перси Спенсер. За несколько лет до того ученые уже пытались разогревать пищу с помощью электромагнитных колебаний частотой 60 МГц, но эта частота была слишком низкой: чтобы волны соответствующей длины оказали на продукт хоть какое-то термическое воздействие, потребовалось бы соорудить огромную установку. (Для сравнения: частота волн современных печей составляет 2,4 ГГц!)

От идеи отказались, однако 15 лет спустя, в 1946 г., во время наблюдений за генерированием микроволн мощной радиолампой — магнетроном, Спенсер вдруг обнаружил, что шоколадный батончик у него в кармане подтаял. Немало удивленный, испытатель положил под магнетрон зернышки кукурузы — и те превратились в попкорн. Затем Перси поставил опыт на яйце, и оно взорвалось прямо в лицо незадачливому исследователю. Стало ясно: такие волны способны не то что разогревать — даже готовить пищу.

Через год в продажу поступили первые СВЧ-печи — далеко не дешевые (стоимость прибора достигала $3000, и это в середине прошлого века!) и очень массивные. Каждый «шкафчик» хранил в себе массу проводов, мощные электролампы, магниты, трансформаторы, преобразующие переменный ток в постоянный в ходе индукции, а также вентиляторы и трубы с водой для охлаждения. Весь этот «фарш» весил примерно 340 кг, и, разумеется, поначалу никто не желал покупать такое чудо техники. Но постепенно печи совершенствовались, уменьшались, дешевели, и если раньше их использовали только в общепите, то со временем, когда приборы стали охлаждаться воздухом вместо воды, их начали приспосабливать и для иных целей. Например, для сушки керамических изделий, бумаги, ткани, кожи и древесины, которая должна была пойти на производство спичек, карандашей и книг.

Читать:  Теория взаимодействия частиц во Вселенной

Минуло два десятка лет после открытия Спенсера, кода люди наконец-то смогли пользоваться маленькими, удобными в хозяйстве микроволновками по доступной цене. Случилось это во многом благодаря японской фирме Sharp, которая в начале 1960-х выкупила патент на СВЧ-печи. В 1966 г. конструкторы Sharp придумали вращающийся диск, благодаря чему пища стала нагреваться быстрее и равномернее. Через 13 лет управление микроволновкой было автоматизировано: японцы встроили в прибор микропроцессор. А еще 20 лет спустя появилась печь, которую можно подключать к Интернету.

Тем не менее с момента своего появления и до сегодняшнего дня СВЧ-печи пользуются неоднозначной славой. Поговаривают, будто они излучают радиацию и якобы присутствие в доме такого прибора может вызвать самые разные заболевания.

Одни ученые считают, что это лишь предубеждения. Излучение сверхвысокой частоты представляет собой электромагнитную волну. Опасна она или нет, зависит от величины и мощности одной порции (кванта) ее энергии. У видимого света размер квантов оптимален — при большем луч ионизирует атомы, то есть передает им положительный либо отрицательный заряд, меняя структуру молекул. Именно такое излучение называют радиационным. И хотя частота волны напрямую влияет на размер «порций» излучения, у СВЧ-лучей частота недостаточно велика, чтобы вызвать ионизацию. Она гораздо меньше, чем у солнечного ультрафиолета, расположенного на нижней границе радиационного излучения.

Читать:  Электромагнетизм и электромагнитная индукция: открытие явлений

Что касается мощности, то есть количества квантов в пучке излучения, то даже видимый свет при увеличении этого параметра превращается в лазер, способный прожечь грубые металлические листы. СВЧ-лучи тоже могут серьезно обжечь кожу, но для этого нужно оставить работающую микроволновку открытой либо сунуть туда руку. А из закрытой печи излучение наружу выйти не может.

Впрочем, некоторые исследователи придерживаются мнения, будто микроволновки все-таки вредны. В процессе нагревания СВЧ-лучи атакуют водяные молекулы продуктов, в результате чего те начинают вращаться с огромной скоростью и тереться между собой. (Поэтому, например, пирожок с вареньем сильнее нагревается внутри, чем снаружи.)

В 1992 г. американские ученые провели сравнительное исследование и пришли к выводу, что под воздействием сверхвысокочастотных волн молекулы, во-первых, деформируются и образуют новые, непривычные организму, даже токсичные соединения, а во-вторых, наполняются энергией электромагнитного излучения. В ходе эксперимента одна группа людей употребляла продукты, термически обработанные на плите, а другая — подогретые в СВЧ-печи. Через некоторое время у подопытных взяли анализ крови, и, по словам исследователей, у второй группы гемоглобин был снижен, а холестерин повышен. То есть микроволны приносят скорее вред, нежели пользу.

Читать:  Рентгеновское излучение - открытие изменившее мир

Однако большинство ученых уверяют, что слепо верить таким заявлениям нельзя, ведь любая термическая обработка продуктов так или иначе влияет на структуру молекул. Главное же в обращении с СВЧ-лучами — следить, чтобы печь была плотно закрыта и чтобы продукты в ней не перегревались. Микроволны воздействуют на пищу (точнее, на воду в ней) не снаружи, а изнутри. И если подвергнуть обработке чай или сок, то при слишком долгом воздействии СВЧ-лучей температура жидкости превысит 100 °С, но сама жидкость не испарится. Опустите туда ложку или бросьте сахар — и напиток буквально взорвется обжигающими брызгами и паром. Между тем при разумном обращении волны сверхвысокой частоты будут работать на нас — как делали это на протяжении предыдущей полусотни лет.

Оставить эмоцию
Нравится Тронуло Ха-Ха Ого Печаль Злюсь
Поддержите проект Мир Знаний, подпишитесь на наш канал в Яндекс Дзен

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о