Как растаявшая шоколадка помогла изобретению микроволновой печи

Зарождение микроволновой технологии можно проследить от 1934 года, когда научное сообщество начало исследовать использование высокочастотных электромагнитных полей в качестве источника тепла. Теоретические работы того времени указывали на потенциал таких полей, но практические частоты, применяемые в экспериментах, ещё не достигали микроволнового диапазона. Это было время научных открытий и инноваций, и в период с 1937 по 1940 года, сэр Джон Тертон Рэндалл, именитый британский физик и исследователь, вместе с командой учёных, совершил прорыв, разработав более продвинутую версию многополостного магнетрона.

Это устройство стало ключевым элементом в развитии микроволновых технологий, открывая двери для будущих инноваций в этой области. И было способно создавать электромагнитные колебания с намного более короткой длиной волны, что соответствовало диапазону микроволн. В сентябре 1940 года магнетрон был предоставлен Соединенным Штатам в рамках обмена на экономическую и технологическую помощь в период военных конфликтов Второй мировой войны.

История же самой микроволновой печи началась с Перси Спенсера, инженера, работавшего в компании Raytheon. В 1945 году, работая над радарами, он заметил, что батончик шоколада в его кармане расплавился от воздействия микроволн радара. Это наблюдение заставило его задуматься о потенциальном использовании микроволн для приготовления пищи.

Спенсер провел серию экспериментов, в ходе которых обнаружил, что микроволны могут эффективно нагревать различные продукты питания. Контракт на создание магнетронов для нужд правительства США был выигран. В числе инженеров, принимавших участие в этом проекте, был Перси Спенсер из Хауленда, штат Мэн, самоучка с глубокими знаниями в области радиолокационных систем. К тому времени он уже зарекомендовал себя как один из лидеров в этой сфере. Хотя он не был первым, кто наблюдал такое явление (плавление шоколада), именно его любопытство привело к революционному открытию.

Проведя эксперименты с попкорном и яйцом, которые реагировали на микроволны взрывом и вспучиванием, Спенсер сконструировал первый прототип микроволновой печи, используя металлическую коробку и мощный генератор электромагнитного поля, что позволило ему безопасно и контролируемо исследовать воздействие микроволн на различные продукты.
Он запатентовал своё открытие, после многих экспериментов и испытаний инженеры представили первую микроволновую печь для продажи. Она была огромного размера и использовалась в промышленности, но уже в 1947 году компания Raytheon выпустила первую микроволновую печь под названием «Radarange».

Но, несмотря на свои габариты завоевал популярность благодаря своим возможностям и удобству.
Первоначальные испытания устройства проходили в одном из ресторанов Бостона, где оно демонстрировало свои уникальные возможности. После успешных тестов, в январе 1947 года, микроволновая печь была представлена широкой публике. Дебют состоялся на вокзале Гранд- Сентрал в Нью-Йорке, где был установлен торговый автомат с названием "Speedy Weeny". Этот автомат предлагал посетителям горячие хот-доги, которые были приготовлены с использованием новейшей микроволновой технологии, демонстрируя тем самым потенциал и эффективность этого прорывного изобретения.

В 1947 году была представлена первая массово производимая модель микроволновой печи, которая достигала высоты в 1,8 метра и весила 340 килограммов, а её цена в то время составляла пять тысяч долларов, что в современном эквиваленте равняется приблизительно пятидесяти двум тысячам.

В середине двадцатого века, точнее в 1954 году, был представлен усовершенствованный прототип микроволновой печи. Эта модель отличалась экономичностью, потребляя на 50% меньше энергии по сравнению с её предшественниками, и имела стоимость в диапазоне от двух до трёх тысяч долларов. Со временем, благодаря усилиям производителей и изменениям на рынке, цена на микроволновые печи снизилась до примерно 500 долларов, что было значительно ниже начальной цены, но всё же оставалось существенной инвестицией. В 1960- х годах компания Litton Industries внесла значительный вклад в развитие технологии микроволновых печей, разработав новую конструкцию — меньшую по размеру и более безопасную за счёт использования магнетронного излучения.

Этот дизайн положил начало современным моделям микроволновых печей, которые мы знаем сегодня, и способствовал их широкому распространению в быту. Это нововведение положило начало стремительному развитию рынка бытовых микроволновок, что привело к дальнейшему снижению цен, превратило микроволновые печи в неотъемлемый атрибут каждой кухни.

Однако, несмотря на то, что такая печь есть во многих домах, не все понимают принцип е работы и даже боятся этого агрегата. Микроволновая печь использует микроволны — форму электромагнитного излучения, чтобы возбуждать молекулы воды в пище, вызывая их вибрацию и, как следствие, выделение тепла.

Микроволновое излучение представляет собой электромагнитные волны, частотный спектр которых охватывает диапазон от 300 мегагерц (МГц) до 300 гигагерц (ГГц). В бытовых микроволновых печах преимущественно используется частота 2,45 ГГц, что оптимально для взаимодействия с молекулами воды, содержащимися в продуктах питания. Основным элементом, отвечающим за генерацию микроволн, является магнетрон.

В момент, когда пища размещается внутри печи и происходит активация устройства, магнетрон начинает производить микроволны. Эти волны распространяются по внутренней камере равномерно, благодаря наличию вращающегося поддона и специальных отражающих элементов, обеспечивая тем самым равномерный нагрев пищи.

Микроволновая печь спроектирована таким образом, чтобы микроволны оставались внутри камеры, обеспечивая безопасность использования. Металлический корпус и дверца с защитной сеткой предотвращают утечку микроволн.

Этот процесс позволяет пище нагреваться изнутри, что значительно сокращает время приготовления. Нагрев происходит быстро и равномерно от центра к краям. Помимо разогрева, микроволновая печь также может выполнять функцию приготовления пищи. Для этого на панели управления необходимо выбрать соответствующий режим и время приготовления. Рецептов по приготовлению блюд в микроволновой печи очень много, хотя не все этим пользуются, предпочитая стандартные духовки. Встроенные датчики и термодатчики позволяют приборам определять степень качества продуктов питания и автоматически отключаться по завершении процесса.

Однако при использовании микроволновой печи следует соблюдать осторожность, чтобы избежать возможных опасностей. Например, не рекомендуется нагревать пищу в металлических или контейнерах из фольги, так как они могут вызвать искрение и повредить печь. Также необходимо следить за временем приготовления, чтобы избежать перегрева или пересушивания продуктов, а также задымления.

Микроволновая печь представляет собой удивительное сочетание физики и инженерии, позволяющее в короткие сроки приготовить или разогреть пищу. Это устройство не только экономит время, но и сохраняет питательные вещества в продуктах, делая его ценным дополнением к современной кухне. Она остаётся одним из самых удивительных изобретений двадцатого века, которое продолжает облегчать жизнь миллионов людей по всему миру.