Why can't you put metal in a microwave? - Aaron Slepkov

Übersetzung: Paola Campo Lektorat: Andrea Hielscher

Der US-Ingenieur Percy Spencer

American engineer Percy Spencer developed World War II RADAR technology

entwickelte für den Zweiten Weltkrieg die Radar-Technik,

that helped detect Nazi airplanes—

mit der Nazi-Flugzeuge entdeckt werden konnten —

but it would soon have other surprising applications.

aber sie sollte bald andere überraschende Anwendungen finden.

One day in 1945, Spencer was standing near a RADAR instrument

Eines Tages im Jahr 1945 stand Spencer in der Nähe eines Radar-Instruments

called a magnetron,

namens Magnetron,

a device that produced high-intensity microwaves that could reflect off planes.

eines Geräts, das hochintensive Mikrowellen erzeugte,

die von Flugzeugen reflektiert werden konnten.

Suddenly, he noticed that the candy bar in his pocket had melted.

Plötzlich bemerkte er,

dass der Schokoriegel in seiner Tasche geschmolzen war.

He exposed other things to the magnetron and, sure enough,

Er setzte dem Magnetron andere Dinge aus.

popcorn kernels popped,

Tatsächlich knallten Popcornkörner auf

and an egg—well— exploded onto a colleague.

und ein Ei explodierte auf einem Kollegen.

Soon after, the first microwave oven became available,

Bald darauf kam der erste Mikrowellenherd auf den Markt,

operating using the very same technology.

der mit derselben Technik betrieben wurde.

So, how does it work?

Wie funktioniert sie?

All light energy travels in waves of oscillating electric and magnetic fields.

Die gesamte Lichtenergie

bewegt sich in Wellen von oszillierenden elektrischen und magnetischen Feldern.

These oscillations span a range of frequencies

Diese Schwingungen umfassen eine Reihe Frequenzen,

comprising the electromagnetic spectrum.

die das elektromagnetische Spektrum bilden.

The higher the frequency, the more energetic.

Je höher die Frequenz, desto höher die Energie.

Gamma rays and X-rays have the highest frequencies;

Gamma- und Röntgenstrahlen haben die höchsten Frequenzen,

microwaves and radio waves, the lowest.

Mikro- und Radiowellen die niedrigsten.

Generally, light’s oscillating electric field exerts forces on charged particles,

Im Allgemeinen übt das oszillierende elektrische Feld des Lichts

Kräfte auf geladene Teilchen aus

like the electrons in a molecule.

wie die Elektronen eines Moleküls.

When light encounters polar molecules, like water,

Trifft Licht auf polare Moleküle wie Wasser,

kann es sie in Rotation versetzen,

it can make them rotate,

da ihre positiven und negativen Bereiche

as their positive and negative regions are pushed and pulled in different directions.

in verschiedene Richtungen gedrückt und gezogen werden.

The frequency the light is traveling at

Die Frequenz, mit der sich das Licht bewegt,

also determines how it interacts with matter.

bestimmt auch, wie es mit der Materie interagiert.

Microwaves interact strongly with the water molecules found in most foods.

Mikrowellen interagieren stark

mit den Wassermolekülen der meisten Lebensmittel.

Essentially, they make the molecules jostle against each other,

Sie bewirken im Wesentlichen, dass die Moleküle aneinanderstoßen.

creating frictional heat.

So entsteht Reibungswärme.

Household microwave ovens are fitted with cavity magnetrons.

Haushalts-Mikrowellenherde sind mit Hohlraummagnetronen ausgestattet.

When you activate a microwave oven,

Schaltet man einen Mikrowellenherd ein,

a heated element within the magnetron ejects electrons,

stößt ein erhitztes Element im Magnetron Elektronen aus,

die ein starker Magnet spiralförmig nach außen treibt.

and a strong magnet forces them to spiral outwards.

As they pass over the magnetron’s metallic cavities,

Beim Passieren der metallischen Hohlräume des Magnetrons

the electrons induce an oscillating charge,

erzeugen die Elektronen eine oszillierende Ladung,

generating a continuous stream of electromagnetic microwaves.

die einen kontinuierlichen Strom elektromagnetischer Mikrowellen generiert.

A metal pipe directs the microwaves into the main food compartment,

Ein Metallrohr leitet die Mikrowellen in das Hauptfach für Lebensmittel,

where they bounce off the metal walls

wo sie von den Metallwänden abprallen

and penetrate a few centimeters into the food inside.

und einige Zentimeter in die Lebensmittel eindringen.

When the microwaves encounter polar molecules in the food, like water,

Treffen die Mikrowellen hier auf polare Moleküle wie Wasser,

they make them vibrate at high frequencies.

bringen sie sie mit hohen Frequenzen zum Vibrieren.

This can have interesting effects depending on the food's composition.

Das kann je nach Struktur des Lebensmittels

interessante Auswirkungen haben.

Oil and sugar absorb fewer microwaves than water,

Öl und Zucker absorbieren weniger Mikrowellen als Wasser.

so if you microwave them alone, not much happens.

Sind also nur sie in der Mikrowelle, passiert nicht viel.

But when microwaves encounter a marshmallow,

Treffen Mikrowellen jedoch auf einen Marshmallow,

they heat the moisture trapped within its gelatin-sugar matrix,

erhitzen sie die Feuchtigkeit in der Gelatine-Zucker-Matrix,

wodurch sich die heiße Luft ausdehnt und den Marshmallow aufbläht.

making the hot air expand and the marshmallow puff.

Butter is essentially a suspension of water droplets in fat.

Butter ist im Wesentlichen eine Suspension von Wassertröpfchen in Fett.

When microwaved, the water rapidly vaporizes,

In der Mikrowelle verdampft das Wasser schnell,

making the butter melt quickly— and sometimes, a bit violently.

wodurch die Butter rasch und manchmal etwas heftig schmilzt.

So microwaves heat food molecules mechanically, through friction—

Mikrowellen erhitzen Lebensmittelmoleküle also mechanisch durch Reibung,

but they don't alter them chemically.

aber verändern sie chemisch nicht.

Soup heated in the microwave is molecularly indistinguishable

In der Mikrowelle erhitzte Suppe ist molekular identisch mit einer Suppe,

from soup heated using a stove or oven.

die im Herd oder Ofen erwärmt wird.

The term “microwave radiation” can be alarming.

Der Begriff „Mikrowellenstrahlung“ kann beunruhigen.

But in physics, radiation simply describes any transfer of energy across a gap.

Aber in der Physik bedeutet Strahlung

einfach jede Übertragung von Energie durch eine Lücke.

High frequency, ionizing radiation may be harmful

Hochfrequente ionisierende Strahlung kann schädlich sein,

because it can strip electrons from molecules, including DNA.

da sie aus Molekülen, einschließlich DNA, Elektronen entfernen kann.

However, microwaves aren’t energetic enough to alter chemical bonds.

Doch Mikrowellen haben zu wenig Energie, um chemische Bindungen zu verändern.

And microwave ovens are designed to prevent leakage—

Und Mikrowellenherde sind so konzipiert,

dass sie aus Gründen der Sicherheit und Effizienz keine Strahlungslecks haben.

for safety and efficiency’s sake.

Nonetheless, to totally limit exposure,

Um Kontakt mit Strahlung auszuschließen, empfehlen Experten,

experts recommend simply standing a few feet away when a microwave oven is on.

einen gewissen Abstand einzuhalten, wenn ein Mikrowellenherd läuft.

Microwaving metal is dangerous, though, right?

Metall in der Mikrowelle ist aber gefährlich, oder?

Well, it depends.

Es kommt darauf an.

Metals are conductors,

Metalle sind Leiter,

meaning their electrons are loosely bound to their atoms

ihre Elektronen sind also lose an ihre Atome gebunden

and move freely in response to electric fields.

und bewegen sich frei als Reaktion auf elektrische Felder.

Instead of absorbing microwave radiation,

Anstatt Mikrowellenstrahlung zu absorbieren,

the metal’s electrons concentrate on the surface,

konzentrieren sich Metall-Elektronen auf der Oberfläche,

leading to high voltages at sharp edges, corners, and small gaps.

was zu Hochspannung an scharfen Kanten, Ecken und kleinen Lücken führt.

This includes areas between the creases on a sheet of aluminum foil,

Dazu gehören Bereiche zwischen den Falten auf einer Aluminiumfolie,

the prongs of a fork,

den Zinken einer Gabel

or a metal object and the microwave oven’s metal walls.

oder einem Metallobjekt und den Metallwänden des Mikrowellenherds.

Sometimes, voltages get high enough to strip electrons

Manchmal ist die Spannung so hoch,

dass sie Elektronen aus den umgebenden Luftmolekülen löst.

from the surrounding air molecules.

This electrically charged gas, or plasma, may then form lightning-like sparks

Dieses elektrisch geladene Gas oder Plasma kann blitzartige Funken bilden

and grow as it absorbs more microwaves.

und wachsen, wenn es weitere Mikrowellen absorbiert.

Once the oven is turned off, the plasma dissipates.

Wird die Mikrowelle ausgeschaltet, verflüchtigt sich das Plasma.

But not all metal objects spark in the microwave—

Aber nicht alle Metallobjekte schlagen in der Mikrowelle Funken,

though they might make things cook a little unevenly.

auch wenn durch sie Speisen etwas ungleichmäßig garen könnten.

In fact, a lot of microwavable packaging takes advantage of this,

Viele mikrowellengeeignete Verpackungen

nutzen daher eine dünne Metallbeschichtung,

using a thin metal coating to crisp the food’s surface.

um Gerichte knusprig zu machen.

And overall, as long as it doesn't approach the oven's walls,

Solange er nicht die Wände des Herds berührt,

leaving a metal spoon in a microwaving bowl of soup

kann man einen Metalllöffel ruhig

in einer mikrowellengeeigneten Suppenschüssel lassen.

should be a pretty uneventful affair.

That’s just another neat benefit of cooking with RADAR.

Das ist nur ein weiterer klarer Vorteil, wenn man mit Radar kocht.