Wie funktioniert eine Mikrowelle erhitzen Ofen auf Nahrung

Ein Mikrowellenherd tut geben Wärmestrahlung ab, um Speisen zu erwärmen. Mikrowellenstrahlung ist Wärmestrahlung. Aus irgendeinem Grund, Vorschullehrer und Bücher haben die falsche Vorstellung, dass Wärmestrahlung = Infrarotstrahlung ist. Alle Frequenzen des elektromagnetischen Spektrums tragen Energie, von Funkwellen, Mikrowellen, Infrarotwellen, sichtbares Licht, ultraviolett, und Röntgenstrahlen zu Gammastrahlen. Alle Strahlungsfrequenzen erwärmen ein Objekt, auf das sie treffen, und können daher Wärmestrahlung sein. Wenn Physiker den Begriff verwenden “Wärmestrahlung”, Sie bedeuten entweder Strahlung, die die Fähigkeit hat, ein Objekt zu erhitzen, auf das sie trifft. Oder sie meinen ein breites Frequenzspektrum mit einer bestimmten Form, die von der Temperatur des Strahlers abhängt.

Dieses Diagramm zeigt das Frequenzspektrum der Wärmestrahlung, die von einem Schwarzkörperobjekt mit einer Temperatur von emittiert wird 2000 K. Obwohl der größte Teil der Wärmestrahlung im infraroten Frequenzbereich liegt, ein Teil der Wärmestrahlung liegt in Form von Mikrowellen vor, sichtbares Licht, und ultraviolett. Beachten Sie, dass sowohl die Frequenzachse als auch die Leistungsachse auf logarithmischen Skalen aufgetragen sind, um die Analyse der Kurve zu erleichtern. Public Domain Image, Quelle: Christopher S.. Baird.

Je höher die Temperatur eines glühenden Körpers, desto mehr verschiebt sich der Peak im Spektrum seiner emittierten Strahlung zu höheren Frequenzen. Betrachtet man also die relative Stärke verschiedener Frequenzen im Sternenlicht, Astronomen können die Temperatur des Sterns bestimmen. Das Wort “Thermal-” auf diese Weise wird die Spektralform der Strahlung an die Temperatur der Quelle gekoppelt. Im Gegensatz, “nichtthermische Strahlung” bedeutet Licht, das nicht mit der Temperatur der Quelle korreliert. Zum Beispiel, Laser emittieren Licht durch einen Mechanismus, der sich von dem eines heißen Filaments unterscheidet. Das Laserlicht ist somit unabhängig von der Temperatur des Lasers und somit nicht-thermische Strahlung. Aber Laserlicht trägt immer noch Energie und ist immer noch in der Lage, Objekte zu erhitzen, auf die es trifft. Wenn du nimmst “Wärmestrahlung” bedeutet Strahlung, die Energie transportiert und Dinge aufheizt, wie viele Vor-College-Lehrer tun, dann alle Strahlung ist thermisch, unabhängig von Frequenz oder Spektralform. Die Strahlung eines Mikrowellenofens heizt eine Suppe genauso auf wie die Strahlung eines Lagerfeuers Camper: durch elektromagnetische Strahlung. Das Missverständnis, dass nur Infrarotstrahlung thermisch ist, kommt vielleicht von der Tatsache, dass lebende menschliche Körper eine Temperatur haben, bei der ihre Wärmestrahlung im Infraroten ihren Höhepunkt erreicht. Wenn ein Soldat nachts menschliche Körper sehen will, Er benutzt eine Infrarotbrille. Aber die Wärmestrahlung der Sonne erreicht ihren Höhepunkt im Frequenzband des sichtbaren Lichts, und seine Strahlung ist genauso thermisch. Eigentlich, Der Großteil des infraroten Anteils des Sonnenlichts wird von der Atmosphäre absorbiert und erreicht uns nicht an der Oberfläche. Sonnenlicht hat kein Problem damit, uns aufzuheizen, und seine spektrale Form ist mit der Temperatur der Sonne verknüpft, obwohl es sehr wenig Infrarotstrahlung enthält.

Kredit:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/05/16/wie-erwärmt-ein-mikrowellenofen-essen-obwohl-es-keine-wärmestrahlung-emittiert/