رفتار شگفت‌انگیز یخ در مایکروویو

مگنترون قطعه‌ای است که در مایکروویو کار تولید ریزموج را برعهده دارد. بر اساس توضیح سازمان غذا و داروی آمریکا، ریزموج‌هایی که توسط مگنترون تولید می‌شود، با برخورد به سطح فلزی داخل مایکروویو بازتاب داده می‌شوند و ریزموج‌ها جذب ماده غذایی موجود در محفظه می‌شوند. ریزموج‌ها مولکول‌های آب موجود در غذا به ارتعاش در می‌آورند و این ارتعاش گرمایی ایجاد می‌کند که باعث پخته یا گرم شدن آن می‌شود. به همین دلیل است که مواد سرشار از آب مانند سبزیجات زودتر از دیگر مواد در مایکروویو پخته می‌شوند.

در این میان چیزی که مایه شگفتی است، رفتار عجیب یخ در دستگاه مایکروویو است.

بر اساس باوری نادرست ریزموج‌های دستگاه مایکروویو با فرکانس ارتعاش مولکول‌های آب تنظیم شده و به همین دلیل تاثیر چندانی روی یخ ندارد چرا که مولکول‌های یخ فضایی برای ارتعاش و رسیدن به آن فرکانس ارتعاشی ندارند.

نخست این که دستگاه مایکروویو با فرکانس رزونانس (فرکانس تشدید) آب تنظیم نمی‌شوند، بلکه در یک طیف فرکانس چندین پیک تولید می‌کند که حتی عواملی مثل جهت قرارگیری غذا در محفظه روی آن تاثیرگذار است.

دوم اینکه جامدات ارتعاش‌کنندگان بسیار خوبی هستند چرا که اتم‌های تنیده جامدات سریع‌تر از مایع یا گاز ارتعاش را عبور می‌دهند و به همین دلیل است که امواج صدا از فلزات سریع‌تر از هوا یا آب عبور می‌کند.

با این تفاسیر، اگر دستگاه مایکروویو روی فرکانس رزونانس خاصی از آب تنظیم نشده است، چگونه غذا را گرم می‌کند؟ پاسخ در فرایند گرمایش دی‌الکتریک نهفته است.

در گرمایش‌ دی‌الکتریک، میدان الکتریکی موج الکترومغناطیس به مولکول‌های غذا نیرو وارد می‌کند و باعث چرخش آن برای همسو شدن با میدان می‌شود. در این چرخش‌ها مولکول‌ها به یکدیگر برخورد می‌کنند که باعث ایجاد گرما می‌شود. نه فقط مولکول‌های آب که بسیاری از انواع مولکول‌های موجود در غذا انرژی امواج مایکروویو را جذب می‌کنند.

پس مشکل یخ چیست؟ مولکول‌های یخ به خوبی مرتعش می‌شوند اما به دلیل پیوندهای هیدروژنی تشکیل شده بسیار کمتر قادر به چرخش هستند. در نتیجه برخورد و حرکت نامنظم‌ کمتری رخ می‌دهد و در پی آن ذوب شدن یخ در مایکروویو زمان بیشتری نیاز دارد.