Tüm Ayrıntılarıyla Mikrodalga Fırının Çalışma Prensibi
temel prensibi nedir?
çok basit şekilde prensiplerini anlatmaya çalışacağım. mikrodalga fırın yaklaşık 2,5 ghz frekansta çalışan bir alettir. yani saniyede 2,500,000,000 defa titreşen bir ışığa sahiptir, bu dalganın yaklaşık uzunluğu 12 cm'dir. bu arada, frekans ile ilgili temel bilgiler ve insanla etkileşimi üstüne ayrıntılı bilgi için: (bkz: frekans/@karanlikruya)
bu frekans özel bir değerdir ve su, yağ, şeker gibi yalıtkan moleküller tarafından soğurulur. yani mikrodalga ışın bu moleküllerle etkileşime geçtiğinde rezonansa girer. bu titreşim sonunda sürtünmeyle ısı açığa çıkar ve yemeğiniz ısınır.
biraz daha detaylı bilgi verelim
siz cihazı çalıştırdığınız zaman yüksek voltaj fırın içindeki magnetron'u hareketi geçirerek mikrodalga frekanslarına çevirir. uluşan ışıma, dalga klavuzları yardımıyla hazneye gönderilir. bildiğiniz gibi fırın içinde dönen bir tabla vardır, bunun amacı daha fazla mikrodalga ışından yararlanmaktır. mikrodalganın yansıma ihtimali olan yerlere metal yansıtıcılar koyulur ve yemeğe isabet etmeyenler yansıyarak tekrardan yemeğe ulaştırılır.
su, şeker, yağ gibi moleküller temelde yalıtkandır ve moleküllerine atomik olarak baktığımızda + ve - kutuplar görürüz, böyle bir yapıyı elektromanyetik bir alana koyduğumuzda kutuplar birbirinden ayrışacaktır ki buna polarizasyon diyoruz. yani bir taraf +, diğer taraf - olacaktır. eğer bunu saniyede 2,500,000,000 defa titreşen dalgalar ile sağlarsanız, haliyle bütün moleküller 1 saniye içinde devamlı yer değiştirmeye çalışır. sonuç olarak sürtünme sebebiyle yemeğiniz ısınır.
yemek nasıl ısıtılır?
mikrodalga fırınlarda genelde minimumdan maksimuma değişen ayarlar olur, siz bu ayarları arttırdığınızda uygulanan elektromanyetik dalganın sıklığını arttırmış olursunuz. örneğin düşük modda 1 dakikada 2 defa 2,5ghz verirken, yüksek modda 60 defa verirsiniz yani kesintisiz olarak döngü tekrarlanır. (değerleri anlaşılması için verdim, gerçek değerler değildir.).
mikrodalga yemeğin içindeki molekülleri ısıttığı için genelde içi sıcak, dışı pişmemiş olabilir, oysa ki normal bir fırında ısı kondüksiyon yardımıyla yemeğe ulaşır, bu sebeple dıştan içe doğru pişme gerçekleşir.
yalnız bir şeye dikkat: mikrodalganın bulunduğu frekans, x-ışınları gibi yüksek sızma özelliğine sahip değildir, çünkü dalga boyu çok büyüktür. bu sebeple ancak belli bir derinliğe sızabilir. yani çok derin tabakalarda yemek ısıtmak zordur. bu arada (bkz: morötesi/@karanlikruya)
ilgili frekans suyu hedef aldığı için yemeğinizden yüksek oranda su buharlaşacağını da unutmamanız gerekir ve tabii ki ilgili molekülün ısı kapasitesine göre yemeğinizin ısınma hızı değişecektir. yüksek spesifik ısı kapasitesine sahip yemek haliyle daha zor ısınacaktır. örneğin: çorba ısıtmak, et ısıtmaktan daha fazla zaman alır. hatta şöyle ilginç bir çalışma yapıp, bazı moleküllerin spesifik ısı kapasitesi değerlerini bulmuşlar. (referans.)
neden mikrodalga fırın için metaller parlar?
metaller temel olarak iletkendir ve yalıtkanlardan farklı olarak serbest hareket edebilen elektronlara sahiptirler. mikrodalga geldiğinde üstte anlatıldığı gibi moleküllerde polarizasyon yaratamaz, sadece serbest elektronlarla etkileşime geçer ve belli bölgelerde biriktirir. geri kalan dalga ise metal üstünen yansır ve yine geri döner. bir süre bu ışının etkisinde kalan metalde elektronlar özellikle ince-keskin uçlarda toplanır ve aniden fırına ait metal hedefe atlama yapabilir. buna "ark" diyoruz ve "parlama" olarak görüyoruz. yüksek enerji taşıyan bu atlama da fırına zarar verir.