Comment fonctionne un four à micro-ondes ?

Comment fonctionne un four à micro-ondes ?

Le four à micro-ondes, tu connais. Tu l'as surement déjà utilisé pour faire du popcorn ou pour réchauffer une part de pizza. Tu sais aussi qu'il vaut mieux ne pas mettre de métal ou de plastique dedans. Mais savais-tu par exemple qu'on peut nettoyer un éponge qui pue  ou un torchon au micro-ondes en 2 minutes? Le micro-ondes est devenu indispensable dans notre quotidien. Mais comment fonctionne-t-il au fait ?

Pour le savoir, il faut comprendre ce qu'est le rayonnement électromagnétique

Des particules chargées électriquement qui se déplacent dans l'espace engendrent des vibrations électriques et magnétiques : c'est ce que l'on appelle le rayonnement électromagnétique. On le connait mieux sous d'autres formes : lumière, lumière infrarouge (invisible), ondes radio, rayons X, etc. Il en existe de nombreuses autres variantes invisibles à l'œil nu. C'est notamment le cas des rayons qui circulent dans le four à micro-ondes.

Mais ce n'est pas parce qu'un rayonnement électromagnétique est invisible qu'il n'existe pas. Autrement, tous les appareils tels que les GSM, les dispositifs WiFi, les babyphones, les dispositifs sans fil, les fours à micro-ondes, les systèmes d'alarme, les lignes à haute tension et les antennes d'émission pour les données, la radio et la télévision ne fonctionneraient pas.

Comment ce rayonnement parvient-il à chauffer mes aliments ?

Dans un four à micro-ondes, le rayonnement électromagnétique est généré par un magnétron. Il s'agit d'un cylindre au sein duquel des électrons sont mis en mouvement à l'aide d'un champ magnétique. Ce procédé génère des vibrations électromagnétiques qui sont projetées sur vos aliments.

Même si tu ne les vois pas, ces rayons circulent très rapidement dans le four et percutent ainsi tes aliments à intervalles très rapprochés. Pour être exact, ils percutent les molécules d'eau présentes dans ton hamburger. En effet, chaque fois que ces molécules d'eau sont percutées, elles se mettent à tourner et, dans leur euphorie, percutent à leur tour les autres molécules contenues dans les aliments.

Toutes ces molécules se mettent à bouger et donc à chauffer. C'est précisément ce qui te permet d'obtenir un bol de soupe délicieusement chaud. (Mais attention à ne pas te brûler en sortant le bol !)

Allez, juste pour rire une petit sketch de Mister Bean :-p

 

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Pourquoi un four à micro-ondes est-il beaucoup plus rapide qu'un four traditionnel ?

Qu'est-ce qui fait qu'avec un four, si on ne le préchauffe pas, le poulet est croustillant à l'extérieur et encore cru à l'intérieur, tandis qu'avec un micro-ondes il est bient cuit à l'intérieur?

C'est parce qu'avec le micro-ondes, les ondes pénètrent très rapidement au cœur des aliments. Donc l'intérieur chauffe presque instantanément. C'est pourquoi un rôti qui sort du four à micro-ondes ne sera jamais saignant, mais bien cuit.

Quand Samantha Oups utilise un four à micro-ondes, ça donne ça :-p

Pourquoi le rayonnement à l'intérieur du four à micro-ondes est-il invisible ?

Cela s'explique par la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique dans votre four.

Contrairement à ce que vous pourriez penser, les rayons (tels que ceux du soleil) ne se déplacent pas en ligne droite. Ils forment des vagues. Ces vagues peuvent être longues et plates, mais aussi courtes et hautes, voire une combinaison des 2. Nos yeux ne peuvent percevoir qu'une partie limitée de ces vagues, celle que l'on appelle la « lumière ». Tout ce qui n'en fait pas partie existe, mais n'est pas visible.

Ainsi, le rayonnement électromagnétique possède l'énergie nécessaire pour activer les molécules d'eau et réchauffer les aliments. Tandis que les rayons de la lumière visible nous permettent de percevoir les couleurs de l'arc-en-ciel : la longueur d'onde la plus importante correspond au rouge tandis que la plus courte correspond au violet. Dès que l'onde commence à accélérer, on ne la voit plus : c'est l'ultraviolet.

C'est dans cette catégorie que rentrent les rayons occasionnant les coups de soleil : même si vous ne les voyez pas, leur existence est indéniable.

Chaque rayonnement électromagnétique est donc différent. Les scientifiques ont cependant regroupé tous les types de rayonnements électromagnétiques sous une même appellation : le « spectre visible ». Ce nom peut paraître mal choisi puisque la plupart des rayonnements électromagnétiques sont invisibles à l'œil humain.

Comment le rayonnement électromagnétique parvient-il à activer les molécules d'eau ? 

Les molécules d'eau sont des molécules polaires. Cela signifie que la charge électrique de la molécule n'est pas répartie de façon homogène. Une extrémité de la molécule possède une charge positive alors qu'elle est négative à l'autre extrémité, tout comme pour un aimant.

Les rayons électromagnétiques disposent également d'une charge positive et d'une charge négative. Et, à l'instar d'un aimant, les opposés s'attirent. La charge positive de la molécule est donc attirée par la charge négative du rayonnement. C'est ce qui entraîne la rotation des molécules. En outre, le rayonnement électromagnétique rebondit sur les parois du four à micro-ondes et percute ainsi chaque fois les molécules. C'est pourquoi les molécules continuent à tourner.

Les molécules apolaires telles que celles composant les lipides ne réagissent pas aux charges négatives et positives du champ magnétique. Par conséquent, elles sont activées non pas par les rayons du four à micro-ondes, mais parce qu'elles sont percutées par les molécules polaires.

Va voir ici la vidéo qui exlique comment fonctionne un four à micro-ondes.

Le saviez-vous ?

Les glaçons chauffent très mal au four à micro-ondes. Les molécules d'eau constituant la glace sont gelées à un point tel qu'elles ne peuvent pas bouger. Pour faire fondre de la glace, il suffit donc d'y ajouter un peu d'eau. Cette eau rapidement activée par le rayonnement transmet instantanément son mouvement à la glace. 

Les rayons du four à micro-ondes sont capables d'activer les molécules d'eau présentes dans notre corps. Mais la chaleur occasionnerait des brûlures. C'est pourquoi la porte du four à micro-ondes doit nécessairement rester fermée pour que le four fonctionne, et une paroi métallique nous protège du rayonnement.

Le four à micro-ondes ne supporte pas le métal parce que celui-ci a pour seul effet de réfléchir le rayonnement. Si une quantité d'énergie excessive est réfléchie sur le cylindre dans lequel le rayonnement est généré, ce cylindre risque d'exploser. Il vaut mieux l'éviter !

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