Transcript stiahni prezentáciu

František Kundracik
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity
Komenského
Projekt „Fyzika očami fyzikov“
FYZIKÁLNE DEJE V MIKROVLNEJ RÚRE
ČO SÚ MIKROVLNY?



Sú to elektromagnetické vlny,
šíria sa rýchlosťou svetla
Podobné vlnám na hladine,
nemení sa výška hladiny, ale
smer elektrického a
magnetického poľa
Tak ako vlny na hladine
rozkmitajú drievko,
elektromagnetické vlny
rozkmitajú elektricky nabité
alebo zmagnetizované
čiastočky
ČÍM SÚ MIKROVLNY ZAUJÍMAVÉ?



Odrážajú sa od kovových
predmetov ako od zrkadla –
využívajú to radary
Dokážu rozkmitať niektoré
typy molekúl – to je základ
mikrovlných rúr
Dajú sa anténami dobre
nasmerovať – základ
satelitných prenosov,
mikrovlnového internetového
pripojenia, ...
OBJAV MIKROVLNEJ RÚRY
Dr. Percy Spencer pracoval v r.
1946 na vývoji radarových
systémov v Raytheon
Company.
 Roztopená čokoláda vo
vrecku
 Pukance
 Explodujúce vajíčko

EXPLODUJÚCE VAJÍČKO
PRVÁ MIKROVLNKA
340 kg
 Veľkosť
chladničky
 Skúšobná
prevádzka v
reštaurácii

PRVÁ MIKROVLNKA DO DOMÁCNOSTI


Obchodné meno
„Radarange “ vybrali
zamestnanci
Raytheon Company
1975 – víťazstvo
mikrovlniek nad
klasickými rúrami
Z ČOHO SA SKLADÁ MIKROVLNKA

Magnetrón – zdroj
mikrovĺn
AKO UZAVRIEŤ MIKROVLNY
Kovový obal
 Iba malé dierky
v kovovom okienku
 Interferencia bráni
prieniku mikrovĺn
okolo dvierok

AKO OHRIEVA MIKROVLNKA –
ČO SA DEJE V TEPLOM PREDMETE
Všetko sa skladá z atómov a molekúl,
ktoré sa chvejú
 Vyššia teplota = silnejšie kmity molekúl
 Pri klasickom pečení – rýchle molekuly z
ohňa narážajú do molekúl jedla a
rozkmitávajú ich

AKO OHRIEVA MIKROVLNKA –
ČÍM HÝBU MIKROVLNY



Niektoré molekuly, napríklad voda,
tuky a cukry majú jeden svoj koniec
nabitý kladne a druhý záporne
Ak ich umiestnime medzi elektricky
nabité dosky (do elektrického poľa),
otočia sa kladným koncom ku zápornej
doske a naopak
Mikrovlnka vytvára rýchlo sa meniace
elektrické pole, ktoré spôsobuje rýchle
otáčanie molekúl vody
AKO OHRIEVA MIKROVLNKA – POHYB MOLEKÚL
VODY


2500 miliónov otočení molekuly vody za sekundu
miliardy miliárd molekúl vody pracujú v každom
kúsku jedla a rozkmitávajú jeho molekuly
SKLO A PLASTY NEDOKÁŽE MIKROVLNKA
OHRIAŤ
Látky, ktoré nemajú molekuly s
nerovnomerne rozloženým nábojom
(sklo, plasty), alebo ktorých
molekuly sa nemôžu otáčať (ľad)
mikrovlnka nedokáže ohriať
 Šálka alebo tanier môžu ostať
relatívne chladné, aj keď ich obsah
je horúci

MIKROVLNKA OHRIEVA „ZVNÚTRA“




Klasická elektrická a plynová rúra ohrieva jedlo na
jeho povrchu a trvá dosť dlho, kým sa uvarí aj vnútro
Mikrovlnka rozkmitáva molekuly v celom objeme
súčasne, uvarí rýchlejšie
Ak jedlo pri ohrievaní uvoľňuje plyny – „nafúkne sa“
Pokiaľ má jedlo šupku neprepúšťajúcu vzduch (vajce,
zemiak, ...) – môže až explodovať
NAFUKUJÚCE SA VECI


Penové cukríky obsahujú vzduch, mydlo uvoľňuje
voňavé látky a tvorí sa v ňom vodná para
Cukríky sú mäkké, mydlo teplom tiež mäkne
MYDLOVÉ LARVY
POZOR NA VODU!


Voda ohrievaná v celom objeme súčasne sa môže
„prehriať“ – začne vrieť odrazu, niekedy až exploduje
Zovretie urýchlia čiastočky kávy alebo čaju – treba ich
dať už do pohára s vodou
ČO SA STANE, AK JE MIKROVLNKA SKORO
PRÁZDNA?



Mikrovlnka dáva
veľkú energiu, ktorú
celú prijme predmet
Prudké prehriatie
predmetu, až vznik
požiaru!
Nezapínať prázdnu
mikrovlnku –
energia zohreje
niečo v mikrovlnke
– môže sa pokaziť!
HROZNO V MIKROVLNKE
MÔŽEME DAŤ DO MIKROVLNKY KOVOVÉ
PREDMETY?
Pri procese odrazu tečie v kove elektrický
prúd
 Pokiaľ je kov dosť hrubý a bez ostrých hrán a
hrotov (lyžička, hrubšia hliníková fólia) – áno,
mikrovlny sa iba odrazia podobne ako na
stenách mikrovlnky
 Pokiaľ sú tenké alebo majú hroty –
pretavenie elektrickým prúdom, iskry, oheň!

ALOBAL V MIKROVLNKE
ŠPENDLÍK V MIKROVLNKE
CD V MIKROVLNKE
ŽIAROVKA V MIKROVLNKE
PLAZMOID V MIKROVLNKE



Sviečka, nad ňou pohár alebo iná sklená nádoba
Plameň a plazma sú vodivé, elektrický prúd
vyvolaný žiarením ich ohrieva (ITER)
Môže vzniknúť stabilný bezelektródový výboj pri
atmosferickom tlaku
JE MIKROVLNKA BEZPEČNÁ?





Mikrovlny nie sú ionizujúce – nemôžu priamo -spôsobiť
genetické mutácie – iba ohrievajú
Aj v mikrovlnke je možné jedlo pripáliť – chemicky
modifcikovať a vytvoriť v ňom škodlivé látky – je to ale
ťažšie než na panvici
ICNIRP neeviduje žiadne škodlivé účinky v mikrovlnke
pripravených potravín na zdravie, stále sa to sleduje
Z nepoškodenej mikrovlnky sa mikrovlny nedostanú von
(určite menej než z mobilov), zásadne nepoužívať
mikrovlnku
s poškodenými dvierkami
Mikrovlnku dokážu obsluhovať aj
deti – ale môže to byť pre ne
nebezpečné