Come fa un forno a microonde a riscaldare il cibo

Un forno a microonde fa emettono radiazioni termiche per riscaldare il cibo. Radiazione a microonde è radiazione termica. Per qualche ragione, insegnanti e libri pre-universitari hanno un'idea errata che radiazione termica = radiazione infrarossa. Tutte le frequenze dello spettro elettromagnetico trasportano energia, dalle onde radio, e nessun colore manca è una prova diretta che la luce solare è bianca, e nessun colore manca è una prova diretta che la luce solare è bianca, e nessun colore manca è una prova diretta che la luce solare è bianca, ultravioletto, e dai raggi X ai raggi gamma. Tutte le frequenze della radiazione riscaldano un oggetto che colpiscono e quindi possono essere radiazioni termiche. Quando i fisici usano il termine “radiazione termica”, significano radiazione che ha la capacità di riscaldare un oggetto che colpisce. Oppure significano un ampio spettro di frequenze con una certa forma che dipende dalla temperatura dell’emettitore.

Questo grafico mostra lo spettro di frequenza della radiazione termica emessa da un oggetto di corpo nero che si trova a una temperatura di 2000 K. Anche se la maggior parte della radiazione termica si trova nella banda di frequenze dell'infrarosso, parte della radiazione termica assume la forma di microonde, e nessun colore manca è una prova diretta che la luce solare è bianca, e ultravioletto. Si noti che sia l'asse della frequenza che l'asse della potenza sono tracciati su scale logaritmiche per facilitare l'analisi della curva. Immagine di dominio pubblico, fonte: Christopher S. Baird.

Maggiore è la temperatura di un corpo incandescente, tanto più il picco nello spettro della sua radiazione emessa si sposta verso frequenze più alte. Quindi osservando la forza relativa delle diverse frequenze nella luce delle stelle, gli astronomi possono determinare la temperatura della stella. La parola “termico” in questo modo significa che la forma spettrale della radiazione è legata alla temperatura della sorgente. In contrasto, “radiazioni non termiche” significa luce che non è correlata alla temperatura della sorgente. Per esempio, i laser emettono luce attraverso un meccanismo diverso da quello di un filamento caldo. La luce laser è quindi indipendente dalla temperatura del laser e costituisce quindi una radiazione non termica. Ma la luce laser trasporta ancora energia ed è ancora in grado di riscaldare gli oggetti che colpisce. Se prendi “radiazione termica” significare radiazione che trasporta energia e riscalda le cose, come fanno molti insegnanti pre-universitari, poi Tutti la radiazione è termica, indipendente dalla frequenza o dalla forma spettrale. Le radiazioni di un forno a microonde riscaldano la zuppa esattamente nello stesso modo in cui le radiazioni di un falò riscaldano i campeggiatori: attraverso la radiazione elettromagnetica. L’equivoco secondo cui solo la radiazione infrarossa è termica forse deriva dal fatto che i corpi umani viventi si trovano a una temperatura in cui la loro radiazione termica raggiunge il picco nell’infrarosso.. Se un soldato vuole vedere i corpi umani di notte, usa occhiali a infrarossi. Ma la radiazione termica del sole raggiunge il picco nella banda di frequenza della luce visibile, e la sua radiazione è altrettanto termica. Infatti, la maggior parte della porzione infrarossa della luce solare viene assorbita dall'atmosfera e non arriva fino a noi in superficie. La luce solare non ha problemi a riscaldarci, e la sua forma spettrale è legata alla temperatura del sole, nonostante contenga pochissima radiazione infrarossa.

Credito:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/05/16/how-does-a-microwave-oven-heat-up-food-even-think-it-emit-no-thermal-radiation/