Можно ли зажарить мамонта в микроволновой печи? Работа для истинных гурманов 11-х классов

Да, было, было!.. Помнят московские старожилы знаменитого Грибоедова! Что отварные порционные судачки! А стерлядь, стерлядь в серебристой кастрюльке, стерлядь кусочками, переложенная раковыми шейками и свежей икрой?... А филейчики из дроздов вам не нравились? С трюфелями? Перепела по – генуэзски ? М. Булгаков Мастер и Маргарита

Задача Определить какой должна быть печь для приготовления блюда, её параметры и принцип действия. Оценить глубину проникновения волн на интересующей нас частоте. Где и как поймать мамонта? (задача повышенной сложности)

План действия Вспомнить об особенностях СВЧ излучения Вспомнить об особенностях СВЧ излучения 2. Рассмотреть принцип действия СВЧ – печи Рассмотреть принцип действия СВЧ – печи Рассмотреть принцип действия СВЧ – печи 3. Эксперимент. 4. Решить задачу.

Сверхвысокочастотное (СВЧ) излучениеСверхвысокочастотное (СВЧ) излучение, или микроволновое излучение возникает в результате изменения направления спина валентного электрона атома или скорости вращения молекул вещества.

Принцип действия СВЧ - печи основан на генерировании вредных для здоровья электромагнитных волн. Помещая кусок мяса в переменное магнитное поле, в нём как в металле, можно индуцировать токи Фуко, что приводит к тепловой обработке мяса. магнитное полемагнитное поле магнетрон излучает микроволны сверхвысокой частоты 2,45 ГГц магнетрон излучает микроволны сверхвысокой частоты 2,45 ГГц волновод направляет стоячую электромагнитную волну, узлы которой (точки волны, в которых амплитуда колебаний равна нулю) расположены на стенках резонатора (полость печи) волновод направляет стоячую электромагнитную волну, узлы которой (точки волны, в которых амплитуда колебаний равна нулю) расположены на стенках резонатора (полость печи)при Основные элементы микроволновой печи.

План эксперимента 1. Взять увесистый кусок замороженного мяса. 2. Посолить, поперчить. 3. В специальной посуде поместить в печь. 4. Готовить до появления корочки (30 мин) 5. Достать и разрезать «готовое» мясо.

Результат Внутри куска мы обнаружили не разморозившуюся область. Внутри куска мы обнаружили не разморозившуюся область. Как объяснить результат? Как объяснить результат?

Предположение 1 Предположение 1 Электромагнитное поле распределяется неравномерно внутри печи (размер камер Электромагнитное поле распределяется неравномерно внутри печи (размер камер 30 см, а длина волны около 14 см.)В объёме имеется три узла, где интенсивность равна нулю. 30 см, а длина волны около 14 см.)В объёме имеется три узла, где интенсивность равна нулю. Решение проблемы: медленно вращающийся столик с готовящемся блюдом внутри (происходит усреднение действия печи по всему его объёму). Решение проблемы: медленно вращающийся столик с готовящемся блюдом внутри (происходит усреднение действия печи по всему его объёму). Вывод : Вывод : Загрузив тушу найденного мамонта на Загрузив тушу найденного мамонта на столик размером с карусель и столик размером с карусель и поместив в соответствующего размера поместив в соответствующего размера СВЧ - печь, можно было бы через СВЧ - печь, можно было бы через некоторое время попробовать хорошо некоторое время попробовать хорошо пропеченное жаркое из мамонтятины. пропеченное жаркое из мамонтятины. Однако имеется Однако имеется

Препятствие Скин-эффект (по-английски skin - кожа) - свойство высокочастотных токов протекать лишь в поверхностном е проводника. Скин-эффект (по-английски skin - кожа) - свойство высокочастотных токов протекать лишь в поверхностном е проводника. Предположение 2 Предположение 2 Электромагнитное поле, затухая вглубь большого куска мяса, не донесёт в его середину достаточно энергии, чтобы её прожарить Электромагнитное поле, затухая вглубь большого куска мяса, не донесёт в его середину достаточно энергии, чтобы её прожарить Решение проблемы: Решение проблемы: Оценить эффективную глубину проникновения поля в проводник и выяснить как она зависит от частоты. Оценить эффективную глубину проникновения поля в проводник и выяснить как она зависит от частоты. Подсказка: используйте уравнения Максвелла – дифференциальные уравнения электромагнитного поля) ! Подсказка: используйте уравнения Максвелла – дифференциальные уравнения электромагнитного поля) ! Скин-эффект: затухание электромагнитных волн в проводящей среде.

Хорошая новость Большой, но плоской отбивной скин – эффект не страшен. Большой, но плоской отбивной скин – эффект не страшен. Мы – гурманы уже думаем о рецепте приготовления немыслимого блюда – запечённого в тесте мороженого Мы – гурманы уже думаем о рецепте приготовления немыслимого блюда – запечённого в тесте мороженого

Какое поле необходимо? Подошло бы поле следящего за самолетами радара. Подошло бы поле следящего за самолетами радара. Было замечено, что птицы, попадающие в зону действия сверхмощных радаров, падают замертво, причем не обгоревшими, а как бы сварившимися. (Почти как у барона Мюнхгаузена.) Но это поле для безопасности следовало бы куда-то «запереть», ограничить в объеме и сделать неподвижным. Было замечено, что птицы, попадающие в зону действия сверхмощных радаров, падают замертво, причем не обгоревшими, а как бы сварившимися. (Почти как у барона Мюнхгаузена.) Но это поле для безопасности следовало бы куда-то «запереть», ограничить в объеме и сделать неподвижным.

Решение уравнений Максвелла Оценим глубину проникновения на частоте = /2 =2,15 *10 -9 Гц для меди (хороший проводник 1 =6 * 10 7 Ом -1 * м -1 ) и для мышцы ( = 2,5 Ом -1 * м -1 ), это должно подавить величину эффекта для изучаемого куска мяса. После подстановки получим 1 = см, 2 = 1 см. 1 = см, 2 = 1 см. Вывод : для хорошего проводника эффект очень сильный, для плохого (кусок мяса) – скин – эффект приобретает следующий смысл – прожариться лишь толстя мамонтова кожа, мясо останется сырым. Но есть и хорошая новость Вывод : для хорошего проводника эффект очень сильный, для плохого (кусок мяса) – скин – эффект приобретает следующий смысл – прожариться лишь толстя мамонтова кожа, мясо останется сырым. Но есть и хорошая новостьхорошая новостьхорошая новость

Ресурсы Асламазов Л.Г., Варламов А.А. Удивительная физика, М.Добросвет, 2002 Асламазов Л.Г., Варламов А.А. Удивительная физика, М.Добросвет, Принцип действия СВЧ –печи - Принцип действия СВЧ –печи