Why aren't microwaves tuned to the resonant frequency of water? What would happen if they were?
Großartige Frage!
Die Allgemeinheit glaubt, dass Mikrowellenherde, die übrigens mit einer Frequenz von etwa 2.5 GHz betrieben werden, im Einklang sind mit der Resonanzabsorption von Wasser, aber das ist nicht wahr. Tatsächlich sind sie aus gutem Grund nicht im Einklang.
Dieser Grund ist die Eindringtiefe! Hier ist eine Abbildung, die den Brechungsindex und den Absorptionskoeffizienten von Wasser bei verschiedenen Frequenzen zeigt, einschließlich die der Mikrowellen. Bei 2,5 GHz haben die Mikrowellen eine Eindringtiefe von 1,3 cm in Wasser, was bedeutet, dass etwa 2/3 der Energie in dieser Tiefe absorbiert werden. Das ist perfekt, um eine Fleischplatte oder eine Schüssel Suppe zu erwärmen. Wenn jedoch die Mikrowellen mit Wasser „in Resonanz“ wären, wäre die Eindringtiefe weniger als 1 mm. Dies bedeutet, dass man nichts auftauen könnte, ohne die Oberfläche zu verbrennen. Man würde die Oberfläche der Suppe zum Kochen bringen, ohne den Rest zu erwärmen!
In der Theorie ist es eine gute Idee, Mikrowellengeräte auf die Resonanzabsorption von Wasser abzustimmen. In der Praxis brauchen wir etwas weniger Effizientes, damit es nützlicher wird.
Im Wesentlichen ist diese Frage gleichbedeutend mit: "Warum haben Öfen außer der Funktion “Grillen” noch andere Einstellungen?"