Nguyên tắc hoạt động của lò vi sóng

[eros]

Hỏi: Lò vi sóng hoạt động như thế nào ? Tại sao thức ăn, đồ uống để vào lò vi sóng có khi chóng nóng có khi lâu nóng ?

Trả lời:


Lò vi sóng có bộ phận phát ra sóng điện từ tần số cỡ 2500 MHz tức là bước sóng cỡ trên 10cm. Sóng điện từ tần số này là vào cỡ sóng vi ba dùng trong vô tuyến điện. Sóng mạnh cỡ 500 W, tương đối tập trung vào khoảng giữa lò.


Trong sóng điện từ có sự lan truyền dao động của vectơ điện trường. Thức ăn, đồ uống thường có chứa những phân tử bị phân cực thí dụ nước gồm có hyđrô và ôxy trong phân tử nước hyđrô mang điện dương còn ôxy mang điện âm, cả phân tử là một lưỡng cực điện. Dưới tác dụng điện trường, lưỡng cực điện có xu hướng quay dọc theo vectơ điện trường. Khi điện trường thay đổi chiều, các lưỡng cực điện cũng thay đổi chiều theo, quá trình này luôn luôn bị trễ, bị tổn hao vì ma sát, tỏa nhiệt. Sự tổn hao, tỏa nhiệt này rất phụ thuộc vào phân tử gì, lưỡng cực điện lớn hay nhỏ chung quanh lưỡng cực có những phân tử gì v.v...


Thí dụ ly cà phê có một ít đường thì rất chóng sôi, bánh mì có phết ít bơ thì bơ rất chóng nóng chảy...


Sóng điện từ có tần số như ở vi sóng rất dễ dàng xuyên qua không khí, giấy, nhiều loại chất dẻo. Khi gặp kim loại, sóng điện từ của lò vi sóng bị phản xạ nếu sóng này quá mạnh dòng điện bề mặt (hiệu ứng lớp da) có thể làm cho rất nóng. Do đó tránh để kim loại như thìa, chén, bát có viền kim loại trang trí... Khi gặp nước, đường, mỡ sóng điện từ bị hấp thụ mạnh (nóng lên). Trong nhiều loại thức ăn sóng điện từ của lò vi sóng (bước sóng trên 10cm) đi sâu được vài centimet do đó làm nóng một lớp cỡ trên centimet ở bên ngoài còn bên trong nóng lên là do dẫn nhiệt. Vì vậy không nên nấu cả khối to mà nên chặt nhỏ vừa mức. Những thức ăn như quả trứng nếu đặt vào lò vi sóng vỏ canxi không bị nóng lên nhưng chất lòng trắng lòng đỏ hấp thụ sóng điện từ rất mạnh nóng nhanh làm cho quả trứng bị nổ tung !

Lò vi sóng có kích thước các chiều cỡ hàng năm sáu chục centimet, vỏ bằng kim loại nên sóng điện từ phản xạ qua lại dễ tạo thành sóng đứng. Vì vậy ở lò vi sóng hoặc là có đĩa thủy tinh quay tròn, thức ăn để trên đó luôn chuyển động vị trí tránh chỗ thì nóng, chỗ thì nguội. Sóng điện từ bước sóng cỡ 10 cm, cường độ lớn có hại cho cơ thể. Do đó cửa lò vi sóng có tấm kim loại khoan rất nhiều lỗ tròn đường kính mỗi lỗ cỡ vài milimet. Sóng điện từ với bước sóng cỡ 10cm rất khó lọt qua lỗ đường kính vài milimet, do đó tấm kim loại có lỗ này ngăn được sóng điện từ mạnh ra ngoài. Nhưng ánh sáng, cũng là sóng điện từ bước sóng cỡ micrômet lại rất dễ lọt qua các lỗ cỡ milimet, nhờ đó ánh sáng từ ngọn đèn chiếu sáng thức ăn trong lò dễ dàng ra ngoài đập vào mắt ta để ta quan sát.

(Nguồn: tạp chí Vật Lý ngày nay)