תנור המיקרוגל פועל על פי עקרון הסטת הדיפול. מיקרוגל שנוצר על ידי המגנטרון גורם למולקולות המים במזון לרטוט. האנרגיה הקינטית של תנועת המולקולות מומרת לחום. כך מתחמם האוכל.
תנור מיקרוגל הוא מכשיר חשמלי ביתי המיועד לחימום או בישול אוכל באמצעות קרינת מיקרוגל.
מיקרוגל
קרינת מיקרוגל כוללת גלי רדיו בטווחים של דקימטר, סנטימטר ומילימטר. תנורי מיקרוגל המוכרים לבני אדם משתמשים בקרינת דקימטר בתדירות של יותר משני מגה-הרץ.
ההבדל העיקרי בין מיקרוגל למשל לתנור הוא שהמזון בו מחומם לא רק מפני השטח. גלי רדיו בתדרים גבוהים יכולים לחדור לעומק של 2-3 סנטימטרים, מה שמאיץ משמעותית את תהליך החימום או הבישול.
עקרון הפעולה
עקרון הפעולה של תנורי מיקרוגל מבוסס על תזוזה דיפולית. אם החומר מכיל מולקולות קוטביות (למשל, מים), האנרגיה של גלי רדיו הפועלים על מולקולות אלה גורמת להם להשתנות ללא הרף, ולהתיישר לאורך קווי הכוח של השדה. השדה המשפיע על האובייקט משתנה ולכן נראה שהמולקולות "מתנדנדות" מצד אחד למשנהו. במקביל, הם מעבירים את האנרגיה המתקבלת מגלי רדיו זה לזה.
על פי חוקי הפיזיקה, הטמפרטורה של הגוף פרופורציונלית ישירות לאנרגיה הקינטית של תנועת המולקולות והאטומים שלו. בהתאם לכך, ככל שמולקולות קוטביות מופעלות באופן פעיל יותר, כך האובייקט מתחמם יותר. תופעה זו נקראת העברת דיפול. זוהי המרה של קרינה אלקטרומגנטית לחום.
מכיוון שמים ממלאים את תפקיד המולקולות הקוטביות במזון, תנורי מיקרוגל מודרניים מתוכננים באופן המחמם בדיוק את מולקולות המים, יתר על כן, במצב נוזלי. לכן, למשל, קרח או סוכר מחוממים לאט יותר בצורה ניכרת במיקרוגל.
מקור גלי הרדיו בתנורי מיקרוגל הוא מגנטרון. מגנטרון הוא צינור ואקום מיוחד המסוגל ליצור אורכי גל דקימטר. גלים מהמגנטרון מועברים לחלל הפנימי של הכבשן באמצעות מדריכי גל.
ההיסטוריה של המצאת תנורי מיקרוגל
המהנדס הצבאי האמריקני פרסי ספנסר נחשב לממציא תנורי מיקרוגל. כשפרסי עבד במעבדה על מכ מים עבור חיל הים, הוא הבחין שהכריך שהונח על המגנטרון המופעל מתחמם.
קיימת גרסה נוספת להיסטוריה של גילוי מיקרוגל, לפיה חפיסת שוקולד מומסת בכיסו של פרסי מקרינת מגנטרון.
