Fyzmatik | Mýdlo v mikrovlnce

Mikrovlnná trouba je konstruována tak, aby ohřívala v potravinách vodu, která je v nich především obsažena. Molekula vody se skládá z atomu kyslíku a dvou atomů vodíku, které spolu dohromady svírají úhel asi 105°. Takové uspořádání atomů způsobuje, že molekula vody vytváří takzvaný dipól. Kladné náboje jader a záporné náboje elektronových obalů nejsou v molekule vody rozmístěny zcela symetricky, což znamená, že molekula se navenek jeví z jedné strany nabitá víc kladně, z druhé strany pak záporně.

Mikrovlny, které v mikrovlnce vznikají, tvoří elektromagnetické vlnění na molekuly vody. Mikrovlny velmi rychle mění v daném místě polaritu elektromagnetického pole, podobně jako rozkmitaná struna mění svoji výchylku nahoru a dolů. Toto pole rozkmitává dipóly vody a tím jim dodává energii. Tato energie se projeví například rozrušováním chemických vazeb v řetězcích molekul navázaných k sobě a hlavně zvyšováním pohybové energie molekul. Tento zvýšený pohyb molekul vnímáme z našeho vnějšího pohledu jako růst teploty.

Frekvence mikrovln (asi 2,45 GHz) je stejná jako vlastní frekvence kmitání dipólů vody. Nastává tady jev zvaný rezonance, známý z postupu při rozhoupávání houpačky. (Houpačku snadno rozhoupeme, pokud se přizpůsobíme její vlastní frekvenci a budeme na ni působit v pravidelných intervalech odpovídajících této frekvenci.) Mikrovlny tedy díky rezonanci nejlépe rozkmitají právě molekuly vody, na jiné molekuly pole příliš nepůsobí. Mikrovlny jsou v troubě vytvářeny magnetronem. (Jde o elektronku, která je schopna generovat elektromagnetické vlnění v oblasti mikrovln, které má v případě mikrovlnné trouby vlnovou délku přibližně 12 cm). Elektromagnetické mikrovlny vytvořené magnetronem jsou potom "plechovým tunelem" vysílány do prostoru trouby, kde ohřívají pokrm. Vnitřní stěny mikrovlnné trouby jsou kovové, což působí, že se od nich mikrovlny odrážejí a nedostanou se ven.