by 
Όταν Η/Μ κύμα προσπίπτει κάθετα σε μεταλλική επιφάνεια τί συμβαίνει;
Εξαρτάται το αποτέλεσμα από το είδος της Η/Μ ακτινοβολίας;
Έχει νόημα να μιλάμε για στάσιμο Η/Μ κύμα, ή πρέπει να διαχωρίσουμε το στάσιμο κύμα του ηλεκτρικού πεδίου από το στάσιμο κύμα του μαγνητικού πεδίου;
Πράγματα που δεν γνώριζα και αναγκάστηκα να ψάξω με τη βοήθεια του Chatgpt
Μία ολοκληρωμένη μελέτη για το ίδιο θέμα από τον Παναγιώτη Μουστάκα
Ανάκλαση Η/Μ κύματος όταν προσπίπτει κάθετα σε μεταλλική επιφάνεια (το σύμβολο Η παριστάνει την ένταση Β του μαγνητικού πεδίου
Η ερώτηση:
“γιατί στον φούρνο μικροκυμάτων, δεν βάζουμε μεταλλικά αντικείμενα, αφού το εσωτερικό του φούρνου είναι μεταλλικό;”
Η απάντηση από την ΑΙ
“Η απάντηση είναι λίγο πιο λεπτή από το συνηθισμένο «γιατί ανακλούν τα μικροκύματα». Αφού μάλιστα συζητήσαμε για ανάκλαση και στάσιμα κύματα, μπορούμε να το συνδέσουμε.
1. Τα μέταλλα είναι σχεδόν τέλειοι ανακλαστήρες στα 2,45 GHzΟ φούρνος λειτουργεί στα f=2,45 GHz οπότε λ=12,2 cm
Σε αυτή τη συχνότητα τα μέταλλα έχουν πολύ μεγάλη ηλεκτρική αγωγιμότητα και ανακλούν σχεδόν όλη την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Το ηλεκτρικό πεδίο στην επιφάνεια του μετάλλου μηδενίζεται (δεσμός) και δημιουργείται ανακλώμενο κύμα.
2. Δεν είναι όμως η ανάκλαση το βασικό πρόβλημα
Αν έβαζες μια μεγάλη λεία μεταλλική πλάκα, συνήθως δεν θα συνέβαινε κάτι ιδιαίτερα επικίνδυνο. Απλώς θα ανακλούσε τα μικροκύματα και θα άλλαζε την κατανομή του πεδίου μέσα στον φούρνο.
Το σοβαρό πρόβλημα εμφανίζεται σε αντικείμενα με:
3. Συγκέντρωση ηλεκτρικού πεδίου στις αιχμές
Στις αιχμηρές περιοχές η επιφανειακή πυκνότητα φορτίου γίνεται πολύ μεγάλη.
Έτσι το ηλεκτρικό πεδίο κοντά στην αιχμή μπορεί να ξεπεράσει τη διηλεκτρική αντοχή του αέρα: Ε>3×10^6 V/m
Τότε ο αέρας ιονίζεται.
Δημιουργείται ηλεκτρική εκκένωση (σπινθήρας).
Αυτό είναι που βλέπουμε σαν μικρές αστραπές μέσα στον φούρνο.
4. Τι μπορεί να προκαλέσει ο σπινθήρας
5. Σχέση με τα στάσιμα κύματα
Επειδή τα μικροκύματα ανακλώνται έντονα στα μεταλλικά αντικείμενα, δημιουργούνται νέα στάσιμα κύματα μέσα στον θάλαμο.
Έτσι υπάρχουν περιοχές όπου το ηλεκτρικό πεδίο γίνεται πολύ μεγαλύτερο από το συνηθισμένο.
Αν εκεί υπάρχει μεταλλική αιχμή, το πεδίο ενισχύεται ακόμη περισσότερο και ευνοείται η ηλεκτρική εκκένωση.
Γιατί όμως το ίδιο το εσωτερικό του φούρνου είναι μεταλλικό;Αυτό είναι το ενδιαφέρον παράδοξο.
Ολόκληρος ο θάλαμος είναι μεταλλικός ακριβώς επειδή πρέπει να ανακλά τα μικροκύματα.
Έτσι λειτουργεί σαν ηλεκτρομαγνητική κοιλότητα, όπου η ενέργεια παραμένει εγκλωβισμένη και απορροφάται από το φαγητό.
Οι τοίχοι όμως είναι:
οπότε δεν δημιουργούνται τοπικές ενισχύσεις του πεδίου και σπινθήρες.
Συμπέρασμα
Δεν απαγορεύονται τα μεταλλικά αντικείμενα επειδή «ανακλούν τα μικροκύματα» — αυτό το κάνει και ο ίδιος ο φούρνος. Απαγορεύονται κυρίως επειδή μπορούν να συγκεντρώσουν πολύ ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο στις αιχμές τους, προκαλώντας ιονισμό του αέρα και ηλεκτρικές εκκενώσεις, ενώ παράλληλα διαταράσσουν την κατανομή των στάσιμων μικροκυμάτων μέσα στον θάλαμο.
Καλημέρα Θοδωρή, πρέπει να ήταν από τις πρώτες μου αναρτήσεις στο ylikonet και είχα από τότε και τις σελίδες των αντίστοιχων βιβλίων.
Καλά έκανες και το ανακίνησες, τουλάχιστον τα βασικά μπορούν να περάσουν στα παιδιά με μεγάλη προσοχή στις συνθήκες και τα υλικά.