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

Переводчик: Rostislav Golod Редактор: Natalia Savvidi

American engineer Percy Spencer developed World War II RADAR technology

Американский инженер Перси Спенсер работал

над усовершенствованием радарных технологий,

that helped detect Nazi airplanes—

благодаря которым во время Второй мировой войны обнаруживали немецкие самолёты.

but it would soon have other surprising applications.

Но вскоре после войны эти технологии получили новое, неожиданное применение.

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

Как-то раз в 1945 году Спенсер находился рядом с радиолокационным прибором

called a magnetron,

под названием магнетрон,

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

генерировавшим высокоинтенсивные микроволны,

способные отражаться от самолётов.

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

Неожиданно он заметил, как у него в кармане растаял шоколадный батончик.

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

Он подверг воздействию магнетрона и другую еду,

popcorn kernels popped,

и, разумеется, ядра попкорна полопались,

and an egg—well— exploded onto a colleague.

а коллега, — увы, — обрызгался взорвавшимся яйцом.

Soon after, the first microwave oven became available,

Вскоре по той же технологии

operating using the very same technology.

заработала первая микроволновая печь.

So, how does it work?

Так как же она работает?

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

Вся световая энергия распространяется

в виде волновых колебаний электрических и магнитных полей.

These oscillations span a range of frequencies

Эти колебания охватывают диапазон частот,

comprising the electromagnetic spectrum.

составляющих электромагнитный спектр.

The higher the frequency, the more energetic.

Чем выше частота, тем выше энергия.

Gamma rays and X-rays have the highest frequencies;

Самые высокочастотные — гамма- и рентгеновские лучи,

microwaves and radio waves, the lowest.

а самые низкочастотные — микроволны и радиоволны.

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

Колеблющееся электрическое поле световых волн воздействует на заряженные частицы,

like the electrons in a molecule.

такие как электроны в молекуле.

When light encounters polar molecules, like water,

Когда свет сталкивается с полярными молекулами, например воды,

it can make them rotate,

он заставляет их вращаться,

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

поскольку их положительные и отрицательные области

отталкиваются и притягиваются в разных направлениях.

The frequency the light is traveling at

Частота, с которой распространяется свет,

also determines how it interacts with matter.

также определяет то, как он взаимодействует с веществом.

Микроволны активно взаимодействуют с молекулами воды,

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

которые содержатся в большинстве пищевых продуктов.

Essentially, they make the molecules jostle against each other,

По сути, эти волны заставляют молекулы тереться друг об друга,

creating frictional heat.

и в результате выделяется теплота трения.

Household microwave ovens are fitted with cavity magnetrons.

Бытовые микроволновые печи оснащены магнетронами.

When you activate a microwave oven,

Когда вы пользуетесь микроволновой печью,

a heated element within the magnetron ejects electrons,

нагревающий элемент внутри магнетрона испускает электроны,

and a strong magnet forces them to spiral outwards.

а мощный магнит заставляет их по спирали двигаться наружу.

As they pass over the magnetron’s metallic cavities,

Проходя через металлические полости магнетрона,

the electrons induce an oscillating charge,

электроны создают колеблющийся заряд,

generating a continuous stream of electromagnetic microwaves.

благодаря чему генерируется непрерывный поток электромагнитных микроволн.

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

Металлическая трубка направляет микроволны в отсек для пищевых продуктов,

where they bounce off the metal walls

где они отражаются от металлических стенок

and penetrate a few centimeters into the food inside.

и проникают на несколько сантиметров вглубь пищевых продуктов.

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

Когда микроволны сталкиваются с диполями в пищевом продукте, такими как вода,

they make them vibrate at high frequencies.

они заставляют их раскачиваться на высоких частотах.

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

Всё это может вызывать интересные эффекты в зависимости от состава продуктов.

Oil and sugar absorb fewer microwaves than water,

Масло и сахар поглощают меньше микроволн, чем вода,

поэтому если вы будете отдельно разогревать их в микроволновой печи,

so if you microwave them alone, not much happens.

ничего особенного не произойдёт.

But when microwaves encounter a marshmallow,

Но когда микроволны проникают в зефир,

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

они нагревают жидкости, содержащиеся в желатино-сахарной губке вещества,

making the hot air expand and the marshmallow puff.

в результате чего под действием частиц горячего воздуха зефир вздувается.

Butter is essentially a suspension of water droplets in fat.

Сливочное масло представляет собой суспензию капель воды в жире.

When microwaved, the water rapidly vaporizes,

Под воздействием микроволн вода быстро превращается в пар,

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

в результате чего масло быстро тает, а иногда может и взорваться.

So microwaves heat food molecules mechanically, through friction—

То есть микроволны нагревают молекулы пищи механически,

but they don't alter them chemically.

за счёт трения, не меняя их химическую структуру.

Soup heated in the microwave is molecularly indistinguishable

Разогретый в микроволновой печи суп молекулярно неотличим от супа,

from soup heated using a stove or oven.

нагретого на плите или духовке.

The term “microwave radiation” can be alarming.

Многих пугает термин «микроволновое излучение».

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

Но в физике излучением называется любая передача энергии через пространство.

High frequency, ionizing radiation may be harmful

Высокочастотное ионизирующее излучение может причинять вред,

because it can strip electrons from molecules, including DNA.

поскольку под его воздействием

электроны могут отрываться от молекул, в том числе ДНК.

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

Однако энергии микроволн недостаточно для изменения химических связей.

And microwave ovens are designed to prevent leakage—

А микроволновые печи надёжно и безопасно защищены

for safety and efficiency’s sake.

от излучения во внешнюю среду.

Nonetheless, to totally limit exposure,

Тем не менее, чтобы полностью ограничить вредное воздействие,

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

эксперты рекомендуют находиться не ближе одного метра

от работающей микроволновой печи.

Microwaving metal is dangerous, though, right?

Но все мы знаем, что разогревать металл в микроволновой печи опасно, не так ли?

Well, it depends.

Всё относительно.

Metals are conductors,

Металлы являются проводниками,

meaning their electrons are loosely bound to their atoms

то есть их электроны слабо связаны с атомами

and move freely in response to electric fields.

и свободно перемещаются под воздействием электрических полей.

Вместо того, чтобы поглощать энергию излучения,

Instead of absorbing microwave radiation,

the metal’s electrons concentrate on the surface,

электроны металла концентрируются на поверхности,

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

что приводит к высоким напряжениям на острых краях, углах и зазорах металла,

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

в том числе в областях между складками на листе алюминиевой фольги,

the prongs of a fork,

между зубцами вилки или между краями металлических предметов

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

и металлическими стенками микроволновой печи.

Sometimes, voltages get high enough to strip electrons

Иногда напряжение становится достаточно высоким,

from the surrounding air molecules.

и электроны отрываются от молекул окружающего воздуха.

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

Этот электрически заряженный газ, или плазма, может затем образовывать

похожие на молнию искры по мере поглощения большого количества микроволн.

and grow as it absorbs more microwaves.

Once the oven is turned off, the plasma dissipates.

Если микроволновку выключить, плазма тут же рассеивается.

But not all metal objects spark in the microwave—

Но не все металлические предметы искрят в микроволновой печи,

though they might make things cook a little unevenly.

хотя из-за них пища может прогреваться неравномерно.

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

Упаковочная фольга для микроволновки может даже приносить пользу,

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

поскольку благодаря ей полуфабрикаты приобретают твёрдую корочку.

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

И если металлический предмет не находится у стенок печи,

leaving a metal spoon in a microwaving bowl of soup

оставить в микроволновой печи, например, металлическую ложку в тарелке с супом

should be a pretty uneventful affair.

не так уж и страшно.

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

Это ещё одно полезное свойство приготовления пищи в микроволновке.