Кто и когда изобрел микроволновую печь История создания СВЧ-печи, которая теперь есть почти на каждой кухне

То, что делается внутри СВЧ-печки (микроволновки) в науке называется диэлектрическим нагревом. Сама СВЧ-печь состоит из металлического корпуса, не пропускающего наружу волны сверхвысокой частоты, магнетрона – источника, излучающего эти волны и часто, вращающегося блюда, которое нужно для того, чтобы подставлять нагреваемый материал воздействию волн с разных сторон. Ведь удобнее крутить бутерброд на тарелке, чем магнетрон вокруг бутерброда.

Как работает микроволновка

А вот что происходит в самом бутерброде? Человеческая пища содержит воду. Молекулы воды обладают дипольным моментом, то есть электрический заряд в этих молекулах расположен не равномерно, а как бы растянут по ее краям. Электромагнитные волны заставляют эти «полюса» молекул дрожать, двигаться то в одну, то в другую сторону, при этом молекулы поглощают существенную часть энергии волнового потока, ибо еще Ломоносов говорил, помните, «если в одном месте убавилось, то в другом месте обязательно прибавится», и соответственно – наоборот. Насколько будет прогреваться наш бутерброд, зависит от источника излучения – магнетрона. Его мощность в бытовой СВЧ-печке можно регулировать от 500 Вт до 2500 Вт, а частота излучаемых им волн составляет 2450 Мгц. Многие из вас уже поняли, почему, например, в микроволновке «взрывается» яйцо – просто его содержимое, в котором больше воды, нагревается быстрее скорлупы, расширяется и – ба-бах! Юный хулиган счастлив. А между тем, есть способ приготовить в микроволновке и яйцо и всмятку, и вкрутую: аккуратно срезать верхушку и уменьшить мощность. Время установите по требуемой степени проварки, от 30 секунд до трех минут – берите ложечку и наслаждайтесь! А потом нужно будет ответить на другой существенный вопрос, чтобы не оставлять неясностей.

Что такое магнетрон и кто его изобрел

Что делает магнетрон? Если дать определение из обычного справочника, то магнетрон – электронный вакуумный прибор, который управляет протекающим электротоком при помощи электрического и магнитного поля. При помощи электромагнитных резонаторов он может генерировать электромагнитные колебания сверхвысокой частоты. Для этого он направляет поток электронов в пространство, где постоянное магнитное поле перпендикулярно постоянному электрическому полю. Где он берет электроны? Забирает с анода, или отрицательно заряженного электрода, который к нему подключен. Ну то есть бежит по проводу толпа электронов и прыгает в перекрестье полей и там начинает трястись со сверхчастотой, сотни миллионов раз в секунду.

Электромагнитные волны, которые потоком летят куда-то, еще называют «электромагнитным излучением» – только не нужно сразу бояться. Мы живем в мире, пронизанном электромагнитными волнами самых разных частот. Вы же не боитесь телепередач? А они буквально повсюду висят в воздухе. И некоторые из них вещают о науке на таком уровне невежества, что мозг может вскипеть и без волн СВЧ.

Те волны, что нагревают пищу в микроволновке, надежно упрятаны в ее корпусе. Кстати, поэтому, если открыть дверцу СВЧ-печки, сам прибор сразу выключается, чтобы вас не обжечь. Температура в продуктах повышается приблизительно на 0,2-0,5 градуса Цельсия в секунду на глубине 2-3 см. Никакого «облучения», тем более никакой «радиации» СВЧ-печь не генерирует. Если кто-то вам скажет нечто подобное – перед вами человек, проспавший физику в школе.

Кто придумал магнетрон

Назвать одну фамилию и дату нельзя. В 1912 году подобное устройство создал в лаборатории швейцарский физик Генрих Грайнахер, но исключительно в исследовательских целях. В американском городе Шенектеди (эрудированный читатель уже понял, что речь пойдет о компании General Electric) инженер Альберт Халл создал электровакуумный триод для управления потоком электронов, и даже придумал название «магнетрон» - но тоже не имея в виду его применение для излучения волн СВЧ.

Скрыть текст

Магнетрон

Советские физики Александр Абрамович Слуцкин и Дмитрий Самойлович Штейнберг, чех Августин Жачек, японцы Кинжиро Окабе и Хидэцугу Яги независимо друг от друга создали магнетроны в конце 20-х годов прошлого века. А вот советские физики Николай Федорович Алексеев и Дмитрий Евгеньевич Маляров вплотную подошли к созданию магнетрона для военных целей. Эти советские ученые могли создать мощные радары! Увы. Их идеи не оценили вовремя. Маляров погиб во время блокады Ленинграда, Николай Фёдорович Алексеев реализовал свои разработки уже после войны. Магнетрон для радаров создали Джон Рендалл и Гарри Бут в 1940 г. Магнетрон выбрасывал поток волн СВЧ, они отражались от самолётов и кораблей, по отраженному сигналу можно было определить местоположение этих объектов.

Но вернемся к мирному использованию волн СВЧ.

Как пытались использовать волны СВЧ

Диатермия и УВЧ

Вам доводилось ли слышать слово «диатермия»? В 1891 г. Жак Арсен д’Арсонваль установил, что переменный ток высокой частоты прогревает тело изнутри, и никакого вреда не приносит. Чешский доктор Рудольф фон Цейнек в 1905 году тоже предложил глубинное прогревание тканей пациентов при помощи токов высокой частоты и дал название «диатермия» новому методу, который использовался до 60-х годов XX века, вот только аппаратура была слишком дорогой и громоздкой. Сейчас вместо нее используют процедуру, которую вы все испытывали на себе – индуктотермия, или иначе говоря – УВЧ.

Сушка древесины

В 1930 году тогда еще скромный молодой ученый из Ленинградского филиала ЦНИИ механической обработки древесины, а впоследствии – доктор наук и профессор Николай Сергеевич Селюгин рассматривал возможность сушки древесины токами высокой частоты. В 1937 году инженер Павел Петрович Тарутин обдумывал при помощи волн СВЧ сушить зерно и уничтожать вредителей. Кстати, именно таким способом лечили и сушили древесину при реставрации уникального памятника деревянного зодчества, включенного Список всемирного культурного и природного наследия ЮНЕСКО – Преображенской церкви на острове Кижи, но это было уже в начале XXI века.

Скрыть текст

Кижи. На заднем плане Преображенская церковь во время ремонта, снятые венцы отправлены на СВЧ обработку

«Радиотерм» Муромцева

А в 1933 году компания Westinghouse на всемирной выставке в Чикаго показала прибор под названием «радиотерм», который разогревал стейки с жареной картошкой! Кстати, разработку этого прибора вела группа по руководством русского эмигранта Ильи Муромцева. Это лишь часть примеров, а их были десятки!

Казалось бы – вот-вот, и микроволновка будет создана! Но пришлось отложить. Всем пришлось сосредоточиться на войне.

Скрыть текст

"Радиотерм" Муромцева и Westinghouse

Кто изобрел микроволновку

Коротко – микроволновку изобрел инженер Перси Спенсер в 1946 году. Но мы подошли к самому интересному моменту, и чтобы получить ответ на наш вопрос, должны будем выяснить, что случилось в кармане у Перси Спенсера, и, кстати, кто это такой.

Перси Спенсер

Он был безусловно интересной личностью, техническим гением и при этом самоучкой. Он пошел служить на флот, и взял с собой несколько стопок учебников, читал их, не теряя ни минуты. Но главное – было у него удивительное чутье и талант инженера. Каждый конструктор знает, что идей может быть масса, но до реализации доходят немногие – ведь мало придумать, что делать, главное знать, как сделать! Если что-то не получалось – звали Спенсера, и он придумывал простые и остроумные решения там, где никто не ждал успеха. При этом он был человеком открытым и веселым, обожал зверюшек и все время носил с собой ореховые батончики – он кормил ими белок. Над радарами и магнетроном Перси Спенсер работал много и успешно, получил несколько патентов.

Что происходит возле включенного магнетрона

Однажды в 1945 году Спенсер заработался у включенного магнетрона, сунул руку в карман… и обнаружил, что там полно какой-то липкой гадости. Это расплавился ореховый батончик! Забавы ради Спенсер поэкспериментировал: взорвал яйцо (ну как же без этого!), приготовил попкорн для коллег. А уже 8 октября 1945 года Перси Спенсер подал заявку на патент, и через год в продажу поступила первая микроволновка под названием Radarange.

Как микроволновка пришла на кухни

Но не подумайте, что тут же выстроилась очередь из домохозяек и началась давка, как в «черную пятницу». Высота первой микроволновки была 180 см, вес 340 кг, а стоила она аж $3000 (неплохой семейный дом стоил тогда в США около $5000). Так что первыми заказчиками стали армия и ВМС США – в этих агрегатах размораживали и нагревали полуфабрикаты для казарм и госпиталей. Бытовые СВЧ-печи появились только через 10 лет, 25 октября 1955 года их выпустила на рынок американская Tappan Company.

Скрыть текст

Микроволновка конца 50-х гг. ХХ века

В 1962 году СВЧ-печки стала выпускать японская компания Sharp. Ну а потом… потом микроволновка стала таким же привычным бытовым прибором, как утюг или электрочайник. И стоит совсем недорого. В некоторых имеется даже гриль – кстати, а у вас какая? С грилем?

Читайте также, кто изобрел беспроводной интернет: