ช็อกโกแลตแท่งที่ละลายข้างหลอดเรดาร์
แมกนีตรอนคือหลอดที่สร้างคลื่นวิทยุอันทรงพลังซึ่งมีความยาวคลื่นระดับเซนติเมตร อังกฤษพัฒนาให้ใช้งานได้จริงในปี 1940 เพื่อให้เรดาร์ติดตั้งในเครื่องบินได้ จากนั้นก็ผลิตหลอดชนิดนี้ออกมานับพันหลอด หลายคนรู้ว่าอุปกรณ์ที่เปิดใช้งานอยู่ทำให้บริเวณใกล้เคียงร้อนขึ้น แต่เพอร์ซี สเปนเซอร์ วิศวกรของ Raytheon คือคนที่ไม่เดินผ่านไปเฉยๆ: ตามเรื่องเล่าของบริษัทเอง เขาหยุดอยู่ข้างแมกนีตรอนที่กำลังทำงาน และพบช็อกโกแลตแท่งที่ละลายอยู่ในกระเป๋า
จากนั้นเขาวางเมล็ดข้าวโพดไว้ข้างๆ และได้ป๊อปคอร์น แล้วก็ลองวางไข่ เล่ากันว่าไข่ระเบิด เขายื่นขอจดสิทธิบัตรในฤดูใบไม้ร่วงปี 1945 และในปี 1947 เตาอบ Radarange เครื่องแรกก็ออกมา: หนักประมาณ 340 กิโลกรัม และใช้ระบบหล่อเย็นด้วยน้ำ เตาเหล่านี้ไม่ได้ติดตั้งในครัว แต่ติดตั้งในร้านอาหาร บนเรือ และบนรถไฟ
- เรดาร์
- แมกนีตรอน
- ช็อกโกแลตแท่ง
- เตาอบ
ก่อนหน้านั้นก็มีความพยายามทำรุ่นสำหรับใช้ในบ้านแล้ว แต่เตาอบเพิ่งกลายเป็นเครื่องใช้ในครัวทั่วไปหลังปี 1967 เมื่อย่อหลอดและระบบหล่อเย็นให้มีขนาดพอวางบนเคาน์เตอร์ได้ ช่วงเวลาระหว่างช็อกโกแลตแท่งที่ละลายกับการมีเตาอบในครัวกินเวลานานกว่า 20 ปี ไม่ใช่เพราะคนไม่เข้าใจแนวคิด แต่เพราะต้องทำให้มันเล็กลง
ทำไมอาหารร้อนขึ้น แต่จานยังเย็น
โมเลกุลน้ำเป็นไดโพล คือมีปลายด้านบวกและด้านลบ สนามในห้องอบสั่น 2.45 พันล้านครั้งต่อวินาที โมเลกุลจึงหมุนตามสนามและผลักโมเลกุลข้างเคียง การผลักกันนี่แหละคือความร้อน แก้ว พอร์ซเลน และพลาสติกส่วนใหญ่หมุนตามแบบนี้ไม่ได้ จึงอุ่นขึ้นจากความร้อนของอาหารเองเท่านั้น
คลื่นแทรกเข้าไปในอาหารได้ไม่ลึก เพียงประมาณสองสามเซนติเมตร หลังจากนั้นความร้อนจะเคลื่อนที่ด้วยการนำความร้อนตามปกติ จากด้านนอกเข้าสู่ด้านใน ไม่ใช่ในทางกลับกัน นี่จึงเป็นเหตุผลที่อาหารชิ้นใหญ่มีตรงกลางเย็น และเป็นเหตุผลที่ต้องมีจานหมุน: หากไม่มีจานหมุน ในห้องอบจะมีบางจุดที่คลื่นไปไม่ถึงแทบเลย
เลือกความถี่ 2.45 กิกะเฮิรตซ์เพราะเป็นความถี่เรโซแนนซ์ของน้ำ น้ำจึงร้อนที่สุดที่ความถี่นี้
จริงๆแล้วค่อนข้างตรงกันข้าม จุดที่น้ำในสถานะของเหลวดูดกลืนได้มากที่สุดอยู่ที่ความถี่สูงกว่านี้อย่างเห็นได้ชัด และหากใช้จุดนั้น คลื่นจะถูกดูดกลืนในช่วงไม่กี่มิลลิเมตรแรกของอาหาร ทำให้ร้อนแค่ผิว 2.45 กิกะเฮิรตซ์เป็นความถี่ที่อนุญาตให้ใช้กับเครื่องใช้ในครัวเรือน อยู่ห่างจากจุดสูงสุด จึงทำให้คลื่นแทรกเข้าไปในเนื้ออาหารได้
แมกนีตรอนในเตาไมโครเวฟสมัยใหม่เป็นญาติสายตรงของหลอดเรดาร์ มันเล็กลงและราคาถูกลง แต่หลักการยังเหมือนเดิม: แคโทดเดิม ตัวกำทอนเดิม และคลื่นระดับเซนติเมตรแบบเดิม อุปกรณ์ทางทหารเพียงย้ายมาอยู่ในครัว
แล้วมันก็กลายเป็นของธรรมดาจนแทบไม่มีใครสังเกต จากการสำรวจที่อยู่อาศัยในสหรัฐฯปี 2020 พบว่าแทบทุกบ้านมีไมโครเวฟ และมีใช้แพร่หลายกว่าเครื่องล้างจาน
บ้านในสหรัฐฯที่มีไมโครเวฟ ปี 2020
อ่านต่อให้จบในแอป Miqo
อีก 1 นาที แล้วปิดท้ายด้วยแบบทดสอบ ดูได้ในหมวด “ประวัติศาสตร์ → สิ่งประดิษฐ์”
เล็งกล้องโทรศัพท์มาที่นี่เพื่อเปิด App Store หรือ Google Play
แหล่งอ้างอิง
- สิทธิบัตรของเพอร์ซี สเปนเซอร์ เรื่อง "วิธีการแปรรูปอาหาร" (ยื่นขอปี 1945 ได้รับสิทธิบัตรปี 1950)
- ประวัติเตาอบ Radarange ของ Raytheon
- บทความทบทวนเรื่องการให้ความร้อนด้วยไดอิเล็กทริกที่ 2.45 กิกะเฮิรตซ์
- การสำรวจการใช้พลังงานในที่อยู่อาศัยของสหรัฐฯ (RECS) ปี 2020