Thanh kẹo tan chảy bên đèn radar
Magnetron là một loại đèn tạo ra sóng vô tuyến mạnh có bước sóng cỡ centimet. Nó được hoàn thiện ở Anh vào năm 1940 để radar có thể đặt vừa trong máy bay, rồi hàng nghìn chiếc đèn như vậy được sản xuất. Nhiều người biết khu vực gần thiết bị đang bật sẽ nóng lên. Kỹ sư Percy Spencer của Raytheon là người không bỏ qua hiện tượng ấy: theo lời kể của chính công ty, ông dừng lại bên một magnetron đang hoạt động và thấy trong túi mình có một thanh kẹo đã tan chảy.
Sau đó, ông đặt những hạt ngô bên cạnh và làm ra bỏng ngô. Tiếp theo là một quả trứng, nghe kể thì nó đã nổ tung. Đơn đăng ký bằng sáng chế được nộp vào mùa thu năm 1945, và năm 1947, chiếc lò Radarange đầu tiên ra đời: nặng khoảng 340 kg, làm mát bằng nước. Nó không được đặt trong bếp mà được dùng ở nhà hàng, trên tàu thủy và tàu hỏa.
- Radar
- Magnetron
- Thanh kẹo
- Lò vi sóng
Các mẫu dùng trong gia đình đã được thử chế tạo từ trước, nhưng chiếc lò chỉ trở thành thiết bị bếp thông dụng sau năm 1967, khi đèn và hệ thống làm mát được thu nhỏ vừa với mặt bàn. Từ thanh kẹo tan chảy đến căn bếp đã mất hơn 20 năm, không phải vì người ta không hiểu ý tưởng, mà vì cần thu nhỏ nó lại.
Vì sao thức ăn nóng lên còn đĩa vẫn mát
Phân tử nước là một lưỡng cực: nó có một đầu dương và một đầu âm. Điện trường trong khoang lò dao động 2,45 tỷ lần mỗi giây, các phân tử xoay theo nó và đẩy các phân tử xung quanh. Chính sự xô đẩy đó tạo ra nhiệt. Thủy tinh, sứ và phần lớn nhựa không thể xoay theo cách này, nên chúng chỉ nóng lên nhờ thức ăn.
Sóng chỉ đi vào thức ăn được vài centimet. Sau đó, nhiệt truyền theo cách dẫn nhiệt thông thường, từ ngoài vào trong, chứ không phải ngược lại. Vì thế, một miếng lớn có thể vẫn lạnh ở giữa và lò cần có đĩa xoay: nếu không, trong khoang lò sẽ có những vị trí gần như không được sóng chiếu tới.
Tần số 2,45 GHz được chọn vì đó là tần số cộng hưởng của nước: nước nóng lên tốt nhất ở tần số này.
Thực ra gần như ngược lại. Đỉnh hấp thụ của nước lỏng nằm ở tần số cao hơn đáng kể, và ở đó sóng sẽ bị hấp thụ trong vài milimet đầu tiên của thức ăn, chỉ làm nóng lớp vỏ. 2,45 GHz là tần số được phép dùng cho thiết bị gia dụng, nằm ngoài đỉnh hấp thụ, nơi sóng có thể đi vào bên trong thực phẩm.
Magnetron trong chiếc lò vi sóng hiện đại là họ hàng trực tiếp của đèn radar. Nó đã nhỏ hơn và rẻ hơn, nhưng nguyên lý không thay đổi: cùng một catốt, cùng những bộ cộng hưởng, cùng loại sóng centimet. Một thiết bị quân sự đơn giản là đã chuyển vào căn bếp.
Và nó không còn nổi bật nữa. Trong cuộc khảo sát nhà ở Mỹ năm 2020, lò vi sóng có mặt ở gần như mọi gia đình, phổ biến hơn cả máy rửa bát.
số hộ gia đình Mỹ có lò vi sóng, năm 2020
Đọc tiếp trong ứng dụng Miqo
Còn 1 phút nữa, rồi đến bài kiểm tra cuối bài. Tìm trong mục “Lịch sử → Phát minh”
Hướng camera điện thoại vào đây để mở App Store hoặc Google Play.
Nguồn
- Bằng sáng chế của Percy Spencer, "Method of Treating Foodstuffs" (nộp năm 1945, được cấp năm 1950)
- lịch sử các lò Radarange của Raytheon
- các tổng quan về gia nhiệt điện môi ở 2,45 GHz
- Khảo sát Tiêu thụ Năng lượng Khu dân cư Mỹ (RECS) năm 2020