Hotspots de microondas: lección para niños

Una idea simple, ¡y comida en segundos!

Las microondas son una forma de radiación que puede penetrar moléculas de agua, grasa y azúcar. Dentro de su horno de microondas, un objeto llamado magnetrón crea microondas, que rebotan en el interior porque no pueden atravesar el metal. A medida que las microondas se mueven a través de la comida, las moléculas se excitan y comienzan a moverse. La fricción que esto crea resulta en calor. Voila, tienes comida caliente en segundos.

Las microondas son un tipo de onda y tienen una frecuencia y una longitud de onda . Las olas tienen valles y valles: puntos altos y puntos bajos. Como resultado de esto, las microondas tienden a tener puntos calientes y fríos. ¿Puedes adivinar dónde estarían los puntos calientes?

Vista cercana de una ola

Si adivinó que los puntos calientes están en los picos / valles, y los puntos fríos están en cero, ¡tenía razón!

La longitud de onda (λ) es el tiempo que tarda la onda en completar un ciclo y volver a su punto de partida. La frecuencia ( f ) de esta onda mide qué tan rápido completa cada longitud de onda. La frecuencia se mide generalmente en ciclos por segundo o hercios (Hz). Podemos relacionar la velocidad ( V ) de la onda con su frecuencia y longitud de onda mediante la multiplicación:

V = λ * f

La velocidad de un microondas es igual a la velocidad de la luz, o 299,800,000 metros / segundo. Tiene sentido que las microondas también tengan frecuencias muy altas. Puede encontrar la frecuencia de las microondas que usa su horno de microondas al verificar si hay una etiqueta en su interior. El mío funciona a 2450 MHz. El ‘MHz’ es una notación común para megahercios, o millones de hercios. ¡Esto significa que las microondas dentro de mis microondas completan 2,450 millones (2,450,000,000) de ciclos por segundo!

¿Por qué algunos alimentos están fríos?

Cuando cocina alimentos dentro de su microondas, la energía no se aplica de manera uniforme a los alimentos. Los picos y valles en la forma de onda crean áreas que son más calientes y áreas que son más frías. De la imagen de arriba, sabemos que los puntos calientes ocurren en picos adyacentes. Dos puntos calientes juntos deben estar separados por una distancia igual a la mitad de la longitud de onda del microondas.

Puede determinar la longitud de onda particular de su microondas a partir de la fórmula que tenemos arriba. Como sabemos que las microondas viajan a la velocidad de la luz y también conocemos la frecuencia, podemos calcular λ:

λ = V / f = 299,800,000 / 2,450,000,000 = 0.122 m

Entonces, esto nos dice que la longitud de onda de un horno microondas con una frecuencia de 2450MHz debería ser de 0,122 metros, o aproximadamente 12 cm. Por lo tanto, deberíamos esperar que los lugares más calientes ocurran aproximadamente a la mitad de ese valor, o con una separación de 6 a 7 cm.

Realización de un experimento

De hecho, podemos probar esta hipótesis haciendo un experimento simple en nuestra propia cocina. Asegúrese de tener permiso antes de usar un horno de microondas para esto. La mayoría de los microondas tienen una placa giratoria en su interior para ayudar a distribuir uniformemente el calor, por lo que primero querrá quitarlo.

1. Prepare un plato lleno de cualquier cosa que se caliente visiblemente. Estoy usando pequeños malvaviscos.
2. Coloca el plato en el microondas y calienta durante unos 30 segundos (hasta que notes los efectos).
3. Mide la distancia entre los puntos más calientes.

Mide la velocidad de la luz en tu horno microondas con unos malvaviscos.

Después de calentar mis malvaviscos en el microondas durante 30 segundos, tuve tres puntos calientes muy claros. Medí la distancia entre ellos y encontré que en promedio era de aproximadamente 2,5 pulgadas (lo que da una longitud de onda de 0,127 m). ¡Muy cerca de nuestra predicción!

Resumen de la lección

Las microondas funcionan utilizando sus altas frecuencias para excitar las moléculas de los alimentos y calentarlos. Dado que son ondas, esperamos que aparezcan puntos calientes a una distancia de la mitad de su longitud de onda .

Rodrigo Ricardo Editor y fundador