Работает ли бытовая микроволновая печь, излучая электромагнитные волны той же частоты, что и ОН-связь в воде?

Однажды мне сказали, что микроволны работают, возбуждая молекулы воды в пище. Кроме того, это работало, потому что частота в микроволнах была такой же, как и в связи между кислородом и водородом в молекуле воды. Это похожее совпадение частот приводит к тому, что молекула возбуждается, выделяя тепло в пищу.

У меня вопрос: как работают микроволновки? Есть ли у этих «слухов» научное обоснование?

en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_heating , возможно, это поможет...
Я также слышал, что молекулы могут поглощать только определенные частоты света, в зависимости от волновой функции их электронов, но, к сожалению, сейчас я не могу найти никаких упоминаний об этом.
Спасибо @udiboy - это предполагает, что это не прямое соответствие частоты, а поведение выравнивания дипольной связи в электромагнитном поле - и колеблющееся электромагнитное поле заставляет молекулы, содержащие диполь, вращаться, выделяя тепло.
Но это все еще не объясняет, почему он нагревается только с помощью микроволн. Колебания электрического поля вызываются любым ЭМ излучением. Я жду, что кто-то еще ответит на это.

Ответы (1)

Ваш вопрос сводится к тому, является ли поглощение ЭМ резонансным процессом или нет, где резонансное означает, что оно соответствует энергии некоторого возбуждения молекулы воды. Ответ заключается в том, что это не резонансный процесс. Микроволновые печи работают на частоте 2,45 ГГц, но самые низкоэнергетические переходы молекул воды — это вращательные переходы, которые имеют энергию в диапазоне от 100 ГГц до 1 ТГц. Энергия фотонов в микроволновой печи слишком мала для любого резонансного поглощения.

Google для деталей вращательного спектра воды. Я нашел примеры здесь и здесь .

ЭМ-излучение печи заставляет диполярные молекулы внутри нее выровняться с электрическим полем. Когда поле колеблется, молекулы воды меняют направление (на частоте 2,45 ГГц). В жидкой воде молекулы сильно взаимодействуют и обмениваются энергией друг с другом, поэтому энергия переворачивающего движения передается поступательной энергии молекул воды, т.е. теплу. Поскольку это не резонансный процесс, небольшое изменение микроволновой энергии (до порядка величины) не будет иметь большого значения для нагрева. Как упоминалось в некоторых комментариях, этот процесс называется диэлектрическим нагревом .

@JohnRennie, так почему диэлектрический нагрев не происходит при видимом свете? или любая другая частота в этом отношении?
@udiboy: диэлектрический нагрев требует физического движения молекулы, чтобы выровнять ее с электрическим полем. На оптических частотах поле колеблется намного быстрее, чем молекулы могут реагировать на него, поэтому энергия не может рассеиваться молекулярными движениями.
@udiboy: Сказав это, есть много других способов поглощения электромагнитного излучения. Моя микроволновка выдает около 800 Вт. Я гарантирую вам, что если вы посветите 800-ваттной лампой на картошку, она нагреется так же быстро, как и в 800-ваттной микроволновой печи. Просто механизм всасывания будет другим.
Моя память о резонансных частотах вращения воды была намного ниже, чем вы утверждали. В поисках опубликованных материалов я нахожу: www.jmpee.org/JMPEE_PDFs/28.../JMPEE-Vol28-4-Pg196-Roberts.pdf, в котором говорится, что резонансы жидкой фазы воды существуют на частоте 17 ГГц, а резонанс водяного пара был измерен на 23 ГГц. Я также подвергаю сомнению ваше прочтение первой и второй цитат, которые, кажется, указывают на гораздо более низкие частоты, связанные с переходами. Несколько линий поглощения находятся в области 20 ГГц. (См. стр. 60 второй цитаты.)
Работает ли бытовая микроволновая печь, излучая электромагнитные волны той же частоты, что и ОН-связь в воде?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v