Le rayonnement micro-ondes des fours à micro-ondes et certaines applications radar est produit par un dispositif appelé un magnétron. Les fours à micro-ondes modernes fonctionnent à la fréquence 2,450 MHz. |
En vertu de la réglementation fédérale, les fours à micro-ondes sont limités à 5 milliwatts (mW) de rayonnement micro-ondes par centimètre carré à environ 2 pouces de la surface du four. Cette limite est bien inférieure au niveau connu pour nuire aux gens., Le rayonnement micro-ondes devrait tomber selon la loi carrée inverse, donc à 20 pouces, il serait en baisse d’environ un facteur de 100.
Compte tenu de la fréquence de 2 450 MHz, la longueur d’onde du rayonnement du four à micro-ondes est d’environ 12 cm et l’énergie quantique d’un photon micro-ondes est d’environ 1 x 10-5 eV. L’interaction de rayonnement à de telles énergies pour les molécules libres peut contribuer à la rotation moléculaire et aux vibrations, mais de telles interactions résonantes ne sont pas un facteur majeur dans le chauffage des liquides et des solides dans un four à micro-ondes., L’énergie thermique moyenne à 20°C est d’environ 1/40 eV, de sorte que toute rotation moléculaire ordonnée ou vibration créée par l’interaction micro-ondes est rapidement randomisée par des collisions avec des molécules d’énergie cinétique 2500 fois supérieure à l’énergie des photons micro-ondes fournie. Le principal mécanisme de chauffage de l’eau dans un four à micro-ondes est décrit comme un chauffage diélectrique. Les micro-ondes exercent des couples exercés sur les moments dipolaires moléculaires des molécules d’eau et d’autres molécules et cela devrait provoquer un certain échauffement., Cependant, la modélisation détaillée du chauffage de l’eau décrite dans Chaplin suggère que l’effet majeur des micro-ondes provient du travail effectué sur les hydrogènes plutôt que d’investir dans la réorientation des dipôles moléculaires des molécules d’eau.
Habituellement, l’effet chauffant majeur des micro-ondes dans un four est le chauffage de l’eau incluse dans le matériau. Si vous chauffez de l’eau pure, le chauffage peut être modélisé plus précisément., Pour l’eau pure, la pénétration des micro-ondes dans l’eau peut être modélisée et est charatérisée par la profondeur de pénétration qui fait chuter la puissance des micro-ondes d’un facteur 1/e, représentant l’absorption de 63% de la puissance des micro-ondes. Pour une eau à 25°C, cette profondeur de pénétration est d’environ 1,4 cm selon Chaplin.