خب در این مقاله از فیزیک آکادمی بریم سراغ یکی از ابزارهای دانش فیزیک که در آشپزخانه کاربرد دارد

داستان ماکرویودر دهه چهل میلادی شروع شد!! و مهندسی آمریکایی به نام پرسی اسپنسر داشت روی دستگاه‌های رادار کار می‌کرد. وسط کارش، دستش را داخل جیبش برد و با تعجب دید شکلاتی که همراهش بود، کاملاً آب شده و شل شده است!!! احتمالا اگر شما بودید فکر میکردید دمای بدنتون اوون رو آب کرده!! اونم همین فکرو کرد!! و اولش فکر کرد شاید از گرمای بدنش بوده، ولی خیلی زود فهمید قضیه چیز دیگری هست!!
امواج رادار داشتند شکلات را بی‌سروصدا می‌پختند! همین اتفاق کوچک و مسخره!، مسیر تاریخ آشپزخانه‌ها را برای همیشه عوض کرد. از همان لحظه بود که کم‌کم ایده ساخت دستگاهی شکل گرفت که امروز همه ما آن را به اسم مایکروویو می‌شناسیم به قول یک ضربالمثل چینی!! ناخواسته شاخه‌ای کاشتی و  درخت سایه‌گستری شد !!!!

حالا بیایید ببینیم پشت این جعبه فلزی که هر شب غذایمان را گرم می‌کند، چه خبر است

مایکروویو در واقع چه چیزی تولید می‌کند؟

اسم مایکروویو از خود امواجی گرفته شده که تولید می‌کند؛ امواج میکروویو یا ریزموج  این امواج عضوی از خانواده بزرگ الکترومغناطیس هستند(توی فیزیک دوازدهم این مبحث رو میخونید!!) و همان خانواده‌ای که نور مرئی، امواج رادیویی و اشعه ایکس هم به آن تعلق دارند. تفاوتشان فقط در فرکانس است. مایکروویوهای خانگی معمولاً با فرکانس حدود ۲۴۵۰ مگاهرتز کار می‌کنند، یعنی چیزی حدود دو و نیم میلیارد نوسان در هر ثانیه. این عدد تصادفی انتخاب نشده؛ چون دقیقاً در همین فرکانس است که آب، چربی و قند خوب جذب می‌شوند، ولی شیشه و پلاستیک تقریباً از سر راه امواج رد می‌شوند

داخل دستگاه قطعه‌ای به نام مگنترون وجود دارد که وظیفه‌اش تولید همین امواج است. مگنترون در واقع یک لوله خلأ است که با میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی، الکترون‌ها را به نوسان وادار می‌کند و در نتیجه امواج میکروویو از آن بیرون می‌آید. بعد از تولید، این امواج از طریق یک موج‌بر به داخل محفظه پخت هدایت می‌شوند. بعضی مایکروویوها یک پره چرخان هم دارند که امواج را این طرف و آن طرف می‌پاشد تا گرم شدن یکنواخت‌تر باشد

اما چرا غذا در این جعبه جادویی گرم می‌شود؟

راز مولکول‌های آب !!!  اینجا نقطه‌ای است که مایکروویو با بقیه روش‌های پخت فرق اساسی پیدا می‌کند. مایکروویو غذا را از داخل گرم می‌کند، نه از بیرون. وقتی توی ماهیتابه غذا سرخ می‌کنید یا توی فر می‌پزید، گرما از سطح غذا وارد می‌شود و کم‌کم به عمق می‌رسد. اما مایکروویو مستقیم می‌رود سراغ مولکول‌های آب داخل غذا

مولکول آب یک ویژگی باحال و بامزه داره یعنی قطبیت!!  یعنی یک سرش بار مثبت جزئی دارد و سر دیگرش بار منفی جزئی. حالا وقتی میدان الکتریکی متغیر مایکروویو از روی این مولکول رد می‌شود، مولکول سعی می‌کند خودش را با میدان هم‌راستا کند. اما چون میدان دو و نیم میلیارد بار در ثانیه جهت عوض می‌کند!!!  مولکول‌های آب بیچاره مدام می‌چرخند و به این طرف و آن طرف می‌لرزند. همین چرخش و اصطکاک بین مولکول‌ها گرما تولید می‌کند. به زبان ساده، مایکروویو مولکول‌های آب را به رقص وامی‌دارد و گرمای این رقص، غذای شما را می‌پزد

دلیل اینکه نان خشک توی مایکروویو آن‌قدرها هم سریع گرم نمی‌شود هم همین است؛ چون آب کمی دارد. برعکس، غذاهای چرب سریع‌تر گرم می‌شوند، چون چربی هم تا حدی به این امواج واکنش نشان می‌دهد

چرا استفاده از فلز در ماکروویو ممنوع است؟

حتماً شنیده‌ای که گذاشتن فلز داخل مایکروویو خطرناک است!!   دلیلش این است که فلزات امواج میکروویو را بازتاب می‌دهندو وقتی یک جسم فلزی داخل مایکروویو باشد، امواج به آن می‌خورند و برمی‌گردند. اگر فلز نوک‌تیز یا نازک باشد، بارهای الکتریکی روی سطحش متمرکز می‌شوند و ممکن است جرقه بزند. همین جرقه‌ها می‌توانند به دستگاه آسیب بزنند یا حتی آتش راه بیندازند. به همین خاطر داخل محفظه مایکروویو را با فلز پوشانده‌اند؛ چون فلز امواج را داخل نگه می‌دارد و نمی‌گذارد به بیرون نشت کنند

اما چرا شبکه فلزی روی درب مایکروویو باعث نمی‌شود امواج بیرون بیایند؟

چون اندازه سوراخ‌های آن از طول موج میکروویو کوچک‌تر است (اینو هم در فیزیک دوازدهم میخونید حاجی!!) و  امواجی که طول موجشان از سوراخ بزرگ‌تر است، نمی‌توانند از آن رد شوند. در عوض نور مرئی که طول موج خیلی کوتاه‌تری دارد، راحت از سوراخ‌ها عبور می‌کند و شما می‌توانید داخل دستگاه را ببینید

راز غذای سرد در وسط چیه؟

یکی از مشکلات و شکایت‌های همیشگی درباره داغ کردن غذا در مایکروویو اینه که وسط غذا سرد می‌مونه!! ولی اطرافش داغ می‌شود!!

دلیلش چند چیز است: اول اینکه امواج میکروویو به طور یکنواخت توی محفظه پخش نمی‌شوند. نقاطی وجود دارد که شدت امواج در آن‌ها کم است و نقاطی که زیاد. دوم اینکه غذاهای ضخیم‌تر، امواج را همان سطح جذب می‌کنند و به عمق کمتری می‌رسند

اماراه‌حلش هم ساده است کافیه که وسط پخت غذا را هم بزنید یا بچرخانید. گذاشتن یک لیوان آب کنار غذا هم کمک می‌کند، چون آب اضافی امواج را جذب می‌کند و نمی‌گذارد نقاط خاصی بیش از حد داغ شوند

آیا استفاده از ماکرویو خطرناکه؟؟؟؟؟

خیلی‌ها نگرانند که مایکروویو غذا را رادیواکتیو!! کند یا مواد مغذی‌اش را نابود کند. باید خیالتان را راحت کنم: مایکروویو غذا را رادیواکتیو نمی‌کند، چون امواجش از نوع یونیزه نیستند و نمی‌توانند الکترون‌ها را از اتم جدا کنند. در مورد مواد مغذی هم تحقیقات نشان داده مایکروویو در بسیاری از موارد مواد مغذی را کمتر از جوشاندن از بین می‌برد، چون زمان پخت کوتاه‌تر است و آب کمتری استفاده می‌شود

فقط یک نکته مهم بهداشتی!!! ظرف مناسب انتخاب کنید. ظروف پلاستیکی معمولی ممکن است مواد شیمیایی آزاد کنند، مخصوصاً برای غذاهای چرب. بهترین گزینه ظروف شیشه‌ای یا سرامیکی هستند که برچسب «مناسب مایکروویو» دارند

مقاله بهترین اساتید فیزیک ایران را از اینجا بخوانید

چرا بعضی غذاها در مایکروویو منفجر می‌شوند؟

تا حالا تخم‌مرغ کامل را داخل مایکروویو گذاشته‌اید؟ اگر این کار را کرده باشید، حتماً می‌دانید چه اتفاقی می‌افتد. تخم‌مرغ داخل پوسته‌اش بخار تولید می‌کند، اما پوسته اجازه خروج بخار را نمی‌دهد و در نهایت با یک انفجار کوچک، تخم‌مرغ می‌ترکد. همین اتفاق برای سیب‌زمینی بدون سوراخ، سوسیس و هر چیزی که پوسته‌اش بخار را نگه دارد می‌افتد. راه‌حلش هم این است که قبل از گذاشتن، با چنگال چند سوراخ در آن ایجاد کنید تا بخار راه خروج داشته باشد.

مایکروویو آن‌قدرها هم که به نظر می‌رسد دستگاه ساده‌ای نیست. ترکیبی است از فیزیک امواج، رفتار مولکول‌ها و مهندسی دقیق. وقتی دکمه را می‌زنید، در واقع دارید میلیاردها مولکول آب را به رقص وامی‌دارید تا غذایتان گرم شود. فهمیدن این فرایند هم کنجکاوی علمی‌تان را ارضا می‌کند و هم کمک می‌کند بهتر و ایمن‌تر از دستگاه استفاده کنید. دفعه بعد که غذایی را داخل مایکروویو گذاشتید، یک لحظه به این فکر کنید که پشت آن درب بسته، چه دنیای شگفت‌انگیزی در جریان است!!