FYSIKbasen.dk - Den danske database for pædagogiske undervisningsforsøg til fysiklærere
Forside Nyheder Forsøg Om siden Kontakt English
Gå en side tilbageUdskriv dette forsøgForetag ny søgning

rød pilAbsorption af mikrobølgestråling

Forsøg nr.: 64
Formål: At demonstrere virkemåden for mikrobølgeovne. At måle på forskellige stoffers mikrobølgeabsorption.
Resume: Et glas vand i en mikrobølgeovn kan bruges som detektor for mikrobølger. Jo varmere vandet bliver, des mindre stråling er der absorberet i andre materialer, der findes i ovnen.
Nøgleord: Effekt, elektriske felter, elektromagnetisk stråling, mikrobølgeovn, stående bølger, svingninger, varme.

Beskrivelse:

Som nedenstående reference af D.A. Wardle viser, kan man faktisk meget nemt foretage sammenlignende målinger på, hvor meget stråling forskellige prøver absorberer i en mikrobølgeovn. Metoden består ganske enkelt i at placere en "detektor" bestående af en afmålt mængde tempereret vand i et glas inde i mikrobølgeovnen. Ved siden af detektoren placeres "prøven" i et andet glas. Dette kan for eksempel være et glas olie, is eller bare luft.

Et glas vand bruges som strålingsdetektor i mikrobølgeovn
Et glas vand kan bruges som strålingsdetektor i en mikrobølgeovn. Her måles på absorptionen i et glas olie.

Når mikrobølgeovnen tændes, vil både detektor og prøve absorbere mikrobølgestrålingen, hvorved temperaturen stiger. Jo mere stråling, der absorberes i prøven, des mindre stråling vil der absorberes i detektoren. I praksis lader man altså ovnen køre i et bestemt tidsrun, og så måler man detektorens temperaturstigning.

Vand og olie opvarmes i mikrobølgeovn
Vand og olivenolie opvarmes i mikrobølgeovn. Efter et stykke tid er vandet blevet meget varmt, mens olien stadig kun er lunken. Et par markeringer sørger for, at bægrene altid står på de samme pladser. Bægrene er sat sammen to og to for at skabe bedre varmeisolering.

Man kan nu måle, hvor gode/dårlige forskellige stoffer er til at absorbere mikrobølger. Prøv for eksempel at sammenligne et glas med is, olie, vand og luft. Vandet, som består af polære molekyler, vil absorbere mest stråling. Isen absorberer ikke ret meget, da vandmolekylerne ikke kan rotere frit i krystallen.

Husk at vandet skal skiftes efter hvert forsøg. Vandet i detektoren skal altid have samme starttemperatur. Bemærk desuden at det er yderst vigtigt, at detektoren og prøven står på samme sted i ovnen hver gang! Strålingsmønsteret i en mikrobølgeovn er nemlig meget inhomogent og en ændret placering i ovnen vil påvirke forsøget betydeligt. Man kan eventuelt bevidst flytte rundt på prøven for at se, hvor meget absorptionen ændrer sig.

Udstyr og materialer:

grøn pil Vand
grøn pil Mikrobølgeovn
grøn pil Olie

Referencer:

grøn pil"How microwave cooking works" (howstuffworks.com).
grøn pilD.A. Wardle: "Absorption of microwaves in the microwave oven", The Physics Teacher 39, 210 (2001). (Metode til at måle kvantitativt på mængden af absorberet stråling via temperaturændring i et glas vand.) (http://scitation.aip.org/tpt)
grøn pilMeget detaljeret gennemgang af mikrobølgeovne via Java applets.
grøn pilKort introduktion til mikrobølgeovne.

PIRA DCS: 5N10.00 (Elektricitet og magnetisme: Elektromagnetisk stråling) Hvad er PIRA DCS?

Opdateret: 09.12.2004