Referat Mikrowelle
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DerMikrowellenherd (Paul31.01.2016) WasisteineMikrowelle? MikrowellengehörenzurElektromagnetischenStrahlungundzwarindemBereichvonca.1GHz–300 GHz(Wellenlängevon300mmbis1mm). Eshandeltsichdaherumden langwelligen/energiearmenBereich desSpektrums,zwischen RadiowellenundInfrarotstrahlung. Mikrowellenentstehendurch verschiedeneProzesse,wieandere Wellenlängenauch,zumBeispiel durchdasAustauschenvon LadungenoderauchAnregungvon Abbildung1ElektromagnetischesSpektrum Atomen. WarumerwärmteineMikrowelleSpeisen? MikrowellenkönnennursolcheMaterialienerwärmenindenenMoleküleenthaltensind,die einenDipoloderMultipolhaben(nichtnurWasser).Temperaturistaufdermolekularen EbenebetrachtetdasgleichewiedieBewegungvonTeilchenalsokinetischeEnergie. WenneinMoleküleinenDipolhatundinkeinerFestenStrukturgebundenist(zum BeispielEis)wirdesdiesenimmernachdemelektrischenFeldausrichten.Dader Mikrowellenherdeineoszillierende(alsoseineAusrichtungänderndes)Welle erzeugtdie2,455MilliardenMalproSekundeschwingtwechseltauchdas MolekülsooftseineAusrichtung.Dadurchstößtesauchdiebenachbarten MoleküleanundesentstehtBewegungsenergiediewiralsTemperaturansehen. Abbildung2Aufbaueines Wassermoleküls WiefunktioniertderMikrowellenherd? DerMikrowellenherdstrahltmiteinerLeistungvon2,455GHz.Diesewird ineinemMagnetronerzeugt.DurchdiedieÜberlagerungeines elektrischenundeinesmagnetischenFeldeswerdenineinem MagnetronElektronenaufeineKreisbahngelenkt,aufdersie HohlraumresonatorenpassierenunddieElektronendortzum Schwingenbringen(ähnlichwiewennmanüberdenRandeiner Flaschebläst).DurchdieSchwingungenderElektronenentsteht nunelektromagnetischeStrahlung,dieindenGarraumgelenktwird unddortdieSpeisenerwärmt.DaeinMagnetronaufgrundseiner Bauweiseimmernureinebestimmt,derFormentsprechende Frequenzerzeugenkann,istdieseimmerfestbei2,445GHzundder Garraumistsogebaut,dassgenaudieseFrequenzabgeschirmt wird.DieverschiedenenWattzahlendiesichanderMikrowelle einstellenlassenwerdendaherdurcheineIntervallschaltungdes Abbildung3SchematischeDarstellungeinesMagnetrons Magnetronserreicht. WarumstrahltdieMikrowellemit2,455GHz? DieFrequenzvon2,455GHzundeinedarausresultierendeWellenlängevon12cmhatsichbeiden meistenGerätendurchgesetzt,dennsiemussmehrereEigenschaftenerfüllenumfürdenHausgebrauch nutzbarzusein.DieWellenlängemusskleinerseinalsderGarraumdamitkeineEnergieverlorengeht,ist dieWellezukurzdringtsienichttiefgenugindasEssenhineinunderwärmtnurdieOberfläche.Die Vorstellung,dieFrequenzdesMikrowellenherdesseiaufdieResonanzfrequenzvonWasserabgestimmt istfalsch.Dieseistliegtbeica.22GHzundistsomitfast10malhöher.
