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 pilBølgemønster i mikrobølgeovn

Forsøg nr.: 65
Formål: At vise konstruktiv og destruktiv interferens i en mikrobølgeovn.
Resume: Stående bølger i mikrobølgeovne kan demonstreres på forskellige måder.
Nøgleord: Effekt, elektriske felter, elektromagnetisk stråling, mikrobølgeovn, interferens, stående bølger, svingninger, varme.

Beskrivelse:

Strålingen i en mikrobølgeovn er absolut ikke homogen. Når mikrobølgerne ledes ind i selve ovnen, vil de reflekteres fra alle ovnens metaloverflader. Dette skaber et kompliceret bølgemønster af konstruktiv og destruktiv interferens (stående bølger).

Skumfiduser i mikrobølgeovn anvendes til at finde ovnens strålingsmønster
Skumfiduser i en mikrobølgeovn kan anvendes til at finde ovnens strålingsmønster. Høj stråling får skumslikket til at boble op. Alternativt kan man for eksempel anvende et lag af sandwichost.

For at måle dette kan man placere et materiale, der ændrer konsistens, når det opvarmes. Dette kan for eksempel dreje sig om skumslik ("skumfiduser") , et lag af sandwichost eller chokoladestykker.

Skumfiduser på papplade i mikrobølgeovn
Skumfiduser på et stykke pap placeret i mikrobølgeovnen.

Skumslikket placeres i ovnen, som tændes på højeste effekt. Bemærk at skumslikket eller osten ikke skal stå på den roterende plade, da bølgemønsteret så tværes ud.

Skumfiduser efter en tur i en mikrobølgeovn
Efter en tur i mikrobølgeovnen er nogen skumfiduser smeltede, mens andre er næste upåvirkede. Se også filmen i referencerne, hvor det er endnu tydeligere, at der kan være stor forskel mellem to nabo-skumfiduser.

Efter lidt tid vil nogen af skumfiduserne være smeltede, mens andre er forholdsvis upåvirkede. Dette giver dermed en direkte måling af, hvor i ovnen, der er stærke felter, og hvor der er svage felter.

Man kan nu gentage forsøget med noget metal inde i ovnen. Metal vil reflektere mikrobølgerne, og derved dannes et helt anderledes bølgemønster, hvilket skulle kunne ses med en ny "skumslik-måling".

Faresymbol Bemærk at metal i en mikrobølgeovn kan skabe voldsomme gnister. Bruger man metal helt uden ujævnheder og skarpe kanter, så vil man dog som regel undgå dette. Som eksempel kan man lægge nogle spiseskeer ind sammen med skumfiduserne.

For at undgå problemer med den meget inhomogene opvarmning i en mikrobølgeovn, er der som regel placeret en roterende plade i bunden af ovnen. Denne plade sørger for, at maden, der skal opvarmes, flyttes rundt i de både stærke og svage felter og på den måde udjævner opvarmningen til hele maden. De bedste mikrobølgeovne har desuden monteret en roterende metalpropel, som sørger for at reflektere mikrobølgerne rundt i et kaotisk mønster.

Spørgsmål og svar:

Hvorfor gnistrer det, når jeg har en ske inde i mikrobølgeovnen?

Det skyldes, at du bruger en ske, der enten har skarpe kanter eller små spidser/ujævnheder. Brug en helt glat og ren ske uden skarpe kanter.

Udstyr og materialer:

grøn pil Mikrobølgeovn
grøn pil Skumslik
grøn pil Stor metalgenstand

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.
grøn pilLink til forsøg i database University of Iowa.
grøn pilLink til forsøg i database på University of Minnesota.
grøn pilQuick Time film af to nabo-skumfiduser, der har helt forskellig konsistens (737 KB).

PIRA DCS: 5N10.56 (Elektricitet og magnetisme: Elektromagnetisk stråling) Hvad er PIRA DCS?

Opdateret: 31.01.2005