⌂ → ПознавательноеЗачем на дверце микроволновки сетка с дырочками
Сквозь дверцу микроволновки видно и тарелку, и кусочек пиццы, который медленно крутится. Сами микроволны при этом остаются внутри. За это отвечает металлическая сетка на стекле, и секрет держится на размере её дырочек.
Почему свет проходит, а волны нет
Микроволновки греют еду на частоте 2,45 ГГц. Длина такой волны в воздухе составляет около 12,2 см. Видимый свет устроен иначе: его длина волны лежит в диапазоне 380–780 нанометров. Разница огромная, в сотни тысяч раз.
Частоту выбрали не случайно. Около 2,45 ГГц выделено для промышленных, научных и медицинских устройств, поэтому печи работают именно в этом диапазоне. Вода в продуктах сильно поглощает такое излучение, и её молекулы начинают быстро поворачиваться, отдавая тепло.
Отверстия в сетке измеряются единицами миллиметров. Для света это широкие проёмы, и он проходит через них почти без помех, как через открытое окно. Для микроволн те же отверстия слишком малы, и волна через них практически не проникает.
| Излучение | Длина волны | Проходит через сетку |
|---|---|---|
| Микроволны печи | около 12,2 см | нет |
| Видимый свет | 380–780 нм | да |
Если отверстие заметно меньше длины волны, излучение через него проходит очень слабо.
Как работает металл
Сетка сделана из металла, и это главная деталь. Когда микроволна попадает на проводящую поверхность, в металле возникают электрические токи. Эти токи отражают волну обратно в камеру. Сплошной лист металла отражает почти всё. Сетка ведёт себя похоже: токи обходят дырочки, а поле за сеткой быстро слабеет.
Ещё в 1836 году Майкл Фарадей показал, что металлический корпус защищает находящихся внутри от внешних электрических полей. Позже такую конструкцию назвали клеткой Фарадея. Сетка в дверце работает как неполная клетка: вместо сплошных стенок у неё решётка.
Стекло для микроволн почти прозрачно, поэтому удерживает их именно металл. Сетку часто зажимают между двумя слоями стекла или пластика, чтобы её не царапали и не забивал жир.
Тот же принцип объясняет, почему металлическую посуду в микроволновку не ставят. Токи в металле могут собираться на острых краях и давать искры.
Откуда взялась идея
Историю печи обычно начинают с инженера Перси Спенсера. По широко известному рассказу, в 1945 году он проверял магнетрон, генератор микроволн компании Raytheon, и заметил, что шоколадка в кармане растаяла.
Первые печи были громоздкими и дорогими, и домашними они стали не сразу. Настольные модели для квартир появились лишь в 1960-х годах.
Тот же принцип в других местах
Похожая идея работает в корпусах компьютеров. На вентиляционных отверстиях там ставят металлические решётки или соты, которые пропускают воздух и задерживают электромагнитные помехи. Отверстия в них меньше длины волны помех, поэтому сигнал через них почти не выходит.
Что будет, если сетка повреждена
Погнутая или треснувшая сетка ослабляет защиту. Важен и уплотнитель вокруг дверцы: он прижимает дверцу к корпусу и не даёт излучению уйти по зазору.
В США управление FDA установило предел утечки: 5 мВт на квадратный сантиметр на расстоянии 5 см от наружной поверхности печи. Печи, которые продают в стране, должны укладываться в этот предел.
Если дверца закрывается неплотно, а уплотнитель потрескался, пользоваться печью лучше не стоит до ремонта.