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

번역: Miso Shin 검토: JY Kang

American engineer Percy Spencer developed World War II RADAR technology

미국의 엔지니어 퍼시 스펜서는

제2차 세계대전 때 독일 전투기 탐지를 위해 레이더 기술을 개발했습니다.

that helped detect Nazi airplanes—

but it would soon have other surprising applications.

그런데 머지않아 이 기술의 놀라운 응용법을 찾게 되었죠.

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

1945년의 어느 날,

스펜서는 마그네트론이라는 레이더 장비 근처에 서 있었습니다.

called a magnetron,

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

비행기에 반사될 정도로 강한 고강도 마이크로파를 생성하는 장치였죠.

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

그때, 문득 그는 주머니에 있던 초코바가 녹아버렸다는 걸 알아차렸습니다.

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

그는 마그네트론에 다른 것들도 노출시켜 보았는데

아니나 다를까, 팝콘 알갱이는 톡 터졌고

popcorn kernels popped,

and an egg—well— exploded onto a colleague.

달걀은 동료를 향해 터져버렸습니다.

Soon after, the first microwave oven became available,

그리고 얼마 지나지 않아 최초의 전자레인지가 출시되었습니다.

operating using the very same technology.

바로 그 기술로 작동하는 것이었어요.

So, how does it work?

그럼 어떻게 작동하는 것일까요?

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

모든 빛 에너지는 전기장과 자기장의 파동을 따라 이동합니다.

These oscillations span a range of frequencies

이러한 파동들이 걸쳐 있는 주파수 범위를 통털어

comprising the electromagnetic spectrum.

전자기 스펙트럼이라고 하고,

The higher the frequency, the more energetic.

주파수가 높을수록 에너지는 더 강해집니다.

Gamma rays and X-rays have the highest frequencies;

감마선과 X선은 주파수가 가장 높고,

microwaves and radio waves, the lowest.

마이크로파와 무선 전파는 주파수가 가장 낮습니다.

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

일반적으로 빛의 전기장 진동은 전하를 띈 입자에 힘을 가합니다.

like the electrons in a molecule.

분자 속 전자 같은 입자 말이죠.

When light encounters polar molecules, like water,

빛이 물과 같은 극성 분자를 만나면

it can make them rotate,

분자가 회전할 수 있습니다.

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

양극과 음극 영역이 서로 다른 방향으로 밀리고 당겨지면서 생기는 일이죠.

The frequency the light is traveling at

빛이 이동하는 주파수에 따라서

also determines how it interacts with matter.

물질과 상호 작용하는 방식이 달라집니다.

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

전자레인지는 대부분 식품이 갖고 있는 물 분자와 강하게 상호 작용하죠.

Essentially, they make the molecules jostle against each other,

기본적으로 전자레인지는 분자들이 서로 부딪히도록 해

creating frictional heat.

마찰열을 발생시킵니다.

Household microwave ovens are fitted with cavity magnetrons.

가정용 전자레인지에는 공진 마그네트론이 장착되어 있습니다.

When you activate a microwave oven,

전자레인지를 작동시키면

a heated element within the magnetron ejects electrons,

마그네트론 내부의 가열된 부분이 전자를 방출하고

and a strong magnet forces them to spiral outwards.

강한 자석이 그 전자를 나선형을 그리며 바깥쪽으로 밀어냅니다.

As they pass over the magnetron’s metallic cavities,

전자가 마그네트론의 금속으로 된 빈 부분을 통과할 때

the electrons induce an oscillating charge,

전자는 진동 전하를 유도하여

generating a continuous stream of electromagnetic microwaves.

연속적 전자기 마이크로파의 흐름을 생성합니다.

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

마이크로파는 금속 파이프를 통해 식품을 향해서 나오게 되고

where they bounce off the metal walls

금속으로 된 내부 벽에 반사되면서

and penetrate a few centimeters into the food inside.

음식 안으로 수 cm 깊이까지 침투합니다.

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

마이크로파가 음식에서 물과 같은 극성 분자를 만나면

they make them vibrate at high frequencies.

분자들을 고주파로 진동시킵니다.

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

이는 음식의 성분에 따라 흥미로운 효과를 낼 수 있습니다.

Oil and sugar absorb fewer microwaves than water,

기름과 설탕은 물보다 마이크로파를 덜 흡수합니다.

so if you microwave them alone, not much happens.

그래서 그것들만 전자레인지에 돌려도 별다른 변화가 일어나지 않습니다.

But when microwaves encounter a marshmallow,

하지만 전자레인지에 마시멜로가 들어가면,

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

젤라틴과 설탕의 조직 안에 갇힌 수분이 가열되어

making the hot air expand and the marshmallow puff.

뜨거워진 공기가 팽창하면서 마시멜로가 부풀어 오르는 것입니다.

Butter is essentially a suspension of water droplets in fat.

버터는 기본적으로 지방 속에 물방울들이 섞여 있는 형태입니다.

When microwaved, the water rapidly vaporizes,

그래서 전자레인지에 돌리면 수분이 빠르게 증발하면서

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

버터가 빠르게 녹습니다.

때로는 약간 과하게 녹기도 하죠.

So microwaves heat food molecules mechanically, through friction—

즉 전자레인지는 마찰을 통해 음식의 분자를 기계적으로 가열할 뿐이고

but they don't alter them chemically.

분자 구조의 화학적 변화를 가져오지는 않습니다.

Soup heated in the microwave is molecularly indistinguishable

전자레인지로 데운 수프의 분자는

from soup heated using a stove or oven.

스토브 또는 오븐으로 데운 수프의 분자와 다릅니다.

The term “microwave radiation” can be alarming.

“마이크로파 방사선”이라는 용어는 염려스러울 수 있습니다.

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

하지만 물리학에서 말하는 방사선의 의미는

간격이 있는 상태에서 에너지가 전달되는 것을 말할 뿐입니다.

High frequency, ionizing radiation may be harmful

분자에서 전자를 떼어낼 수 있는 고주파 전리 방사선은 해로울 수 있습니다.

because it can strip electrons from molecules, including DNA.

DNA에도 영향을 미칠 수 있기 때문이죠.

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

하지만 마이크로파는 화학적 결합을 바꿀 정도로 에너지가 높지 않습니다.

And microwave ovens are designed to prevent leakage—

그리고 전자레인지는 안전과 효율성을 위해

for safety and efficiency’s sake.

누출을 방지하도록 설계되었습니다.

Nonetheless, to totally limit exposure,

그럼에도 불구하고 노출을 완전히 제한하기 위해

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

전문가들은 전자레인지가 켜져 있을 때 어느 정도 떨어져 있을 것을 권장합니다.

Microwaving metal is dangerous, though, right?

그런데 금속을 전자레인지에 돌리면 위험한 거 맞죠?

Well, it depends.

뭐, 상황에 따라 다를 수 있습니다.

Metals are conductors,

금속은 전도체입니다.

meaning their electrons are loosely bound to their atoms

즉, 전자가 원자에 느슨하게 결합되어

and move freely in response to electric fields.

전기장에 반응하여 자유롭게 움직일 수 있죠.

Instead of absorbing microwave radiation,

그래서 마이크로파 방사선을 흡수하는 것이 아니라

the metal’s electrons concentrate on the surface,

금속 표면으로 전자들이 모여서

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

날카로운 테두리나 모서리, 작은 틈에 고전압을 발생시키기도 합니다.

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

알루미늄 호일에 잡힌 주름 사이사이나

the prongs of a fork,

포크의 갈라진 부분

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

또는 금속 물체, 그리고 전자레인지의 금속 벽이 이에 포함됩니다.

Sometimes, voltages get high enough to strip electrons

그러다가 전압이 충분히 높아져서 주변 공기 분자에서 전자를 뺏어오게 되면

from the surrounding air molecules.

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

전하를 띤 가스, 즉 플라즈마는 번개와 같은 스파크를 형성하고

and grow as it absorbs more microwaves.

마이크로파를 더 많이 흡수할수록 커지게 될 수 있습니다.

Once the oven is turned off, the plasma dissipates.

그리고 전자레인지가 꺼지면 플라즈마는 소멸하죠.

But not all metal objects spark in the microwave—

하지만 모든 금속 물체가 전자레인지에서 스파크를 일으키는 것은 아닙니다.

though they might make things cook a little unevenly.

그것 때문에 음식이 약간 고르지 않게 익을 수도 있지만요.

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

실제로 전자레인지용 포장재들은 이런 점을 활용하기도 합니다.

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

식품의 표면을 바삭하게 만들기 위해 얇은 금속 코팅을 입히기도 하죠.

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

그리고 대체적으로 전자레인지의 벽에 닿지만 않는다면

leaving a metal spoon in a microwaving bowl of soup

수프 그릇에 금속 숟가락을 둔 채로 전자레인지에 돌려도

should be a pretty uneventful affair.

그리 문제가 되지는 않습니다.

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

그게 바로 레이더로 요리할 때의 또 다른 장점이죠.