Кто первый изобрел микроволновую печь. Микроволновка-убийца. Микроволны меняют структуру пищи

Каждый добросовестный историк, кто интересовался развитием технического прогресса, прекрасно знает, что теория использования микроволн для нагрева продуктов питания появилась еще в середине 1920-х годов. Тем не менее, патент на микроволновую печь для размораживания и разогрева пищи первым получил американец из штата Массачусетс Перси Спенсер 8 октября 1945 года. Именно эта дата считается днем рождения микроволновой печи. По распространенной легенде, идея данного полезного изобретения пришла ученому в голову в тот момент, когда у него в кармане неожиданно расплавилась плитка шоколада. Удивленный Спенсер, принялся искать причину неприятного ЧП и вскоре догадался, что поводом для столь некорректного поведения шоколадного батончика оказался магнетрон, около которого он стоял. Как известно именно это устройство генерирует микроволновое электромагнитное излучение. Достойная легенда, для полезного в домашнем хозяйстве изобретения, которое достаточно быстро освоили столовые для военных и крупные рестораны. При этом необходимо отметить, что первые микроволновые печи были крупногабаритными и тяжелыми. При высоте около двух метров их вес достигал порядка 340 кг. Те СВЧ-печи, к которым мы привыкли стали появляться на Западе лишь в 1960-х годах, а в СССР со второй половины 1970-х. Тем не менее, современная историография появления первых микроволновых печей не достоверна. На самом деле их изобрели в СССР накануне начала Великой Отечественной войны.

Изобретатель : Перси Спенсер
Страна : США
Время изобретения : 8 октября 1945 г.

Благодаря своевременной конверсии военной промышленности у домохозяек второй половины ХХ века появился дополнительный досуг.

Дело было в США в далеком 1945 году. Инженер компании Raytheon, специализировавшейся на производстве военной техники, Перси Спенсер (Percy Lebaron Spencer, 1894–1970) испытывал сконструированный им излучатель сверхвысокочастотных волн, предназначавшийся для радара ПВО.

День клонился к вечеру, и Спенсер решил подкрепиться. Опустив руку в карман, он с изумлением обнаружил вместо батончика некую пастообразную массу. Выходило, что волны разогрели батончик. Кукурузные зерна, расположенные исследователем перед излучающей антенной, мгновенно превратились в попкорн. А яйцо, подвергнутое облучению мощностью 10 кВт, так и вовсе взорвалось. Правда, его содержимое не забрызгало Спенсера, поскольку он ловко спрятался за спины коллег, которых он пригласил на демонстрацию чудесных свойств микроволн.

И 8 октября 1945 года Перси Спенсер зарегистрировал патент № 2 495 429 на аппарат для приготовления еды при помощи электромагнитных волн. А через два года, когда конструкция была доведена до ума, компания Raytheon начала выпускать первые в мире СВЧ-печи. В действительности дело обстояло по-иному, а история с озарением была предъявлена газетчикам из рекламных соображений. Действительно, испорченные брюки и обляпанные яичным желтком инженеры - разве это не заинтересует потенциального потребителя новой продукции?

Роль озарения сыграла непростая для компании ситуация, из которой необходимо было найти оптимальный выход. Германия была повержена, то же самое в самом ближайшем будущем ожидало и Японию. Победоносное завершение войны - это, конечно, было прекрасно. Однако конкретно для компании Raytheon, работавшей исключительно на победу, окончание войны означало резкое сокращение заказов министерства обороны. И это могло привести к её финансовому краху.

Примерно такие горькие слова произнес основатель компании Лоуренс Маршалл (Laurence K. Marshall), пригласив к себе на уик-энд шестерых ведущих специалистов. И поставил вопрос ребром: либо мы в кратчайшие сроки осваиваем какую-либо конкурентоспособную продукцию для народа-победителя, либо…

Начался мозговой штурм, главную роль в котором, несомненно, играл Перси Спенсер - инженер-самоучка, не имевший высшего образования, но компенсировавший его отсутствие гибким умом и способностью к парадоксальному мышлению. Именно он и предложил производить микроволновые печи, что и зафиксировано в патенте, выданном на его имя. Кстати, самородок из Массачусетса собрал за свою долгую и плодотворную деятельность более ста патентов в сфере волновой техники.

Знание о способности излучателей радиоволн СВЧ-спектра разогревать электропроводящие предметы не могло быть явлено ему как откровение в виде расплавленной шоколадки. Он, активно работавший с магнетронами - микроволновыми излучателями, - знал об этом на практике. К тому же он не мог не читать публикации на эту тему в журналах по радиоэлектронике. Так что это было не открытие, а изобретение нового прибора, основанное на хорошо известных физических принципах.

Так что же это за принципы? Или, иными словами, что именно и каким образом разогревает внутри микроволновки сэндвичи и приготавливает бифштексы?

Электромагнитные волны СВЧ-диапазона действуют на тело совсем не так, как видимый свет или инфракрасные лучи, которые по большей части просто отражаются от поверхностей. Но для СВЧ излучения поверхность оказывается почти прозрачной, и электромагнитная волна проникает внутрь тела на относительно большую глубину - порядка нескольких миллиметров. И там происходит два разных физических процесса, обеспечивающих нагревание облучаемых предметов.

Во-первых, энергия одного кванта такого излучения близка энергии валентной связи молекулы воды. Из-за этого молекула воды под действием лучей начинает быстро вибрировать, расталкивая соседей. В конце концов, эти осцилляции превращаются в кинетическую энергии молекул, то есть в тепло.

Во-вторых, меняющееся электромагнитное поле индуцирует внутри готовящейся еды вихревые токи, их называют ещё токами Фуко. А поскольку пища по большей части хотя и проводит ток, но обладает большим электрическим сопротивлением, то и токи Фуко внутри нее быстро превращаются в тепло. Пропорция этих двух факторов сильно зависит от того, что именно в печи приготавливается.

В частности, именно из-за этого металлические предметы помещать в камеру микроволновки категорически запрещается. Токи Фуко в них будут порождать сильное вторичное электромагнитное поле, вследствие чего в камере начнется искрение, и мы сможем наблюдать миниатюрную грозу. Это, конечно, красивое зрелище, но электрические разряды способны вывести из строя не только электронику, но и силовой агрегат.

«Сердцем» микроволновки является магнетрон - устройство, генерирующее электромагнитные волны частотой 2450 МГц. Данная частота в 1945 году была выделена компании Raytheon Федеральной комиссией по связи США для использования в бытовых приборах из таких соображений, чтобы она, с одной стороны, не пересекалась с частотами, применяющимися в радиолокации, с другой, - не залезала на «территорию» телевещания и FM- .

Но с технической точки зрения, в микроволновой печи точно так же работали бы любые электромагнитные волны, находящиеся в диапазоне от инфракрасного излучения до верхней границы частот длинноволновых радиостанций. В принципе, обед можно разогреть и несущим сигналом мобильного , работающего в стандарте GSM, частота которого равна 1800 МГц. Если, конечно, он будет иметь значительно большую мощность.

Магнетрон представляет собой герметичную металлическую камеру, в которой размещается катод - тонкая нить, испускающая при нагревании электроны. Анодом, положительным электродом, являются стенки магнетрона. Внутри магнетрона формируется сильное магнитное поле, которое закручивает электроны, движущиеся от катода к аноду. Есть и специальные полости, являющиеся резонансными камерами. Их размер и форма задают частоту генерируемых волн.

Если с магнетроном Спенсеру было все ясно, то оптимальную конструкцию камеры, в которой должны размещаться продукты, он разрабатывал и доводил до ума вместе с молодым инженером Марвином Боком почти два года. Выделенная федеральной комиссией частота имела существенный недостаток: длина её волны составляла 12 см и была соизмерима с размерами камеры. Это могло приводить и к образованию стоячих волн, и к фрагментарному прогреву продуктов за счет неравномерности поля.

Эту проблему вначале попытались решить при помощи того, что одну из стенок ящика сделали подвижной, перемещающейся при помощи электромоторчика. Однако такая конструкция оказалась слишком сложной и ненадежной.

И тогда Марвин Бок подвесил к потолку камеры несколько металлических стержней, которые вращались с частотой три оборота в секунду и тем самым как бы «размешивали» поле, делая его более равномерным. Ещё больших успехов добились, присовокупив к стержням вращающийся стол, на котором располагается контейнер с едой. Это конструктивное решение стало классическим и применяется во всех без исключения микроволновках уже полвека.

Ещё одна проблема, с которой столкнулись инженеры, заключалась в том, что мощность, выделяемая магнетроном, не поддается регулированию. При снижении подаваемого на магнетрон напряжения прекращается термоэлектронная эмиссия, нарушаются условия резонанса, и происходит срыв генерации волны. И, следовательно, микроволновка не способна работать в режиме размораживания и разогрева небольших объемов пищи, с одной и той же прытью она обрабатывает и горстку зеленого горошка, и рождественскую индейку.

Но не зря Спенсеру выдали более сотни патентов. Он предложил регулировать подачу мощности за счет периодического отключения магнетрона на «малых оборотах». Если регулятор печи включен на 50-процентную мощность, то это означает, что половину времени магнетрон «отдыхает». При 10-процнентной нагрузке паузы соответственно занимают 90% времени работы печи. Этот метод регулировки не претерпел никаких изменений до настоящего времени.

В 1947 году микроволновая печь Raytheon была выпущена на рынок. Её презентацию проводила очаровательная блондинка, рост которой существенно превышал среднестатистические 165 см. Это объяснялось желанием производителей несколько замаскировать истинные размеры своего могучего детища. Печь при выходной мощности 3 кВт весила 340 кг, а в высоту достигала 170 см.

К ней была подведена труба для водяного охлаждения, а запитывалась она от нестандартной для США сети с напряжением 220 В. Впечатляла и стартовая цена - 3 тысячи долларов. В общем, продукт получился явно не массовый, на кухню его не поместишь. Однако рестораны начали с большим энтузиазмом закупать СВЧ-печи, поскольку они обладали неоспоримым достоинством: незамысловатые американские блюда типа сэндвичей и хот-догов приготавливались в них молниеносно.

Два десятилетия компания Raytheon постепенно снижала габариты микроволновки и уменьшала себестоимость её изготовления. В конце концов появились доступные для среднего американца печи по цене 400–500 долларов. Однако в начале 1970-х годов их выпуск на всю необъятную страну составлял лишь 40 тысяч штук в год.

Что объяснялось не только мифами о вреде СВЧ для здоровья, но и тем, что американцы ещё не распробовали достоинства нового товара. Оживление продаж началось в 1972 году с приходом на американский рынок дешевых 300-долларовых японских печей. А бум разразился в середине 1980-х, когда 90 процентов американских и европейских семей имели микроволновые печи.

Этот скачок в последнюю очередь объясняется снижением цен. Дело в том, что с появлением микропроцессоров, которые начали встраивать в микроволновки, печи приобрели новое качество. Прежде в них было наиболее рационально размораживать продукты и разогревать приготовленное накануне на электрической или газовой плите.

С появлением же программируемых печей максимально упростился, облегчился и ускорился процесс приготовления пищи. Достал продукт из холодильника, загрузил в камеру микроволновки, выбрал нужную программу, установил таймер и отправился по делам. А, вернувшись, достал из печи свежеприготовленное блюдо. Которое будет ещё и с румяной корочкой, поскольку теперь в СВЧ-печи встраивают гриль.

Как говорилось в былые времена, правда, по другому поводу - жить стало лучше, жить стало веселее. У урбанизированных граждан в связи с уменьшением бытовых проблем появилось дополнительное время, которое можно проводить с большой пользой для души и тела, занимаясь самообразованием и спортом. Однако, как показывает весь ход истории человечества, для большинства людей комфорт является самоцелью, возможностью не нагружать мускулатуру и нейронные цепи. И в этом случае дополнительное свободное время посвящается . И это единственный вред, который микроволновая печь способна причинить человеческому организму. Все прочие слухи и домыслы относятся к области ненаучной фантастики.

Во второй половине ХХ века в наш обиход вошли печи, нагрев пищи в которых производится невидимыми лучами - микроволнами.

Дело было в США в далеком 1945 году. Инженер компании Raytheon, специализировавшейся на производстве военной техники, Перси Спенсер (Percy Lebaron Spencer, 1894–1970) испытывал сконструированный им излучатель сверхвысокочастотных волн, предназначавшийся для радара ПВО.

День клонился к вечеру, и Спенсер решил подкрепиться. Опустив руку в карман, он с изумлением обнаружил вместо шоколадного батончика некую пастообразную массу. Выходило, что волны разогрели батончик. Кукурузные зерна, расположенные исследователем перед излучающей антенной, мгновенно превратились в попкорн. А яйцо, подвергнутое облучению мощностью 10 кВт, так и вовсе взорвалось. Правда, его содержимое не забрызгало Спенсера, поскольку он ловко спрятался за спины коллег, которых он пригласил на демонстрацию чудесных свойств микроволн..

И 8 октября 1945 года Перси Спенсер зарегистрировал патент № 2 495 429 на аппарат для приготовления еды при помощи электромагнитных волн. А через два года, когда конструкция была доведена до ума, компания Raytheon начала выпускать первые в мире СВЧ-печи. В действительности дело обстояло по-иному, а история с озарением была предъявлена газетчикам из рекламных соображений. Действительно, испорченные брюки и обляпанные яичным желтком инженеры - разве это не заинтересует потенциального потребителя новой продукции?
Так или иначе эффект был обнаружен. В 1945 году Спенсер получил патент на использование микроволн для приготовления пищи, а в 1947-м на кухнях госпиталей и военных столовых, где требования к качеству пищи были не столь высоки, появились первые приборы для приготовления пищи с помощью микроволн. Эти изделия фирмы «Райтеон» высотой в человеческий рост весили 340 кг и стоили 3000 долларов за штуку.

Эволюция микроволновой печи

Понадобилось полтора десятилетия, чтобы «довести до ума» печь, в которой пища готовится с помощью невидимых волн. В 1962 году японская фирма «Sharp» выпустила в продажу первую серийную микроволновую печь, которая, впрочем, поначалу не вызвала потребительского ажиотажа. Этой же фирмой в 1966 году был разработан вращающийся стол, в 1979-м впервые применена микропроцессорная система управления печью, а в 1999-м разработана первая микроволновая печь с выходом в Интернет.

Сегодня десятки фирм выпускают бытовые микроволновки. Только в США в 2000 году продали 12,6 млн микроволновых печей, не считая комбинированных духовок со встроенным источником микроволн.

Опыт применения миллионов микроволновых печей во многих странах в течение последних десятилетий доказал неоспоримые удобства этого способа приготовления пищи - быстроту, экономичность, простоту пользования. Сам механизм приготовления пищи с помощью микроволн, с которым мы познакомим вас ниже, предопределяет сохранение молекулярной структуры, а значит, и вкусовых качеств продуктов.

Микроволновая печь является спасителем многих современных кухонь. Для тех, кто живет суетливой жизнью и страдает от нехватки времени это отличная находка.

Нам больше не нужно стоять возле плиты и ждать часами, чтобы наш ужин приготовился. Теперь мы можем просто готовить и разогревать готовые блюда в микроволновке, наблюдать за тем, как она крутится на специальном блюде в течении некоторого времени.

На рынке есть широкий, впечатляющий и действительно довольно вкусный выбор блюд для быстрого приготовления в таких печах за несколько минут.

Краткий обзор истории микроволновой печи:

Изобретение микроволны не было чем-то из ряда вон выходящим, что происходило в изоляции - это было адаптацией и слиянием предыдущих технологий.

У этого есть довольно интересная и захватывающая история. Именно во время Второй мировой войны два ученых изобрели магнетрон - по существу трубу, которая производила микроволны. Магнетрон использовался в британской радиолокационной системе, чтобы микроволны могли идентифицировать нацистские самолеты, направляющиеся в Великобританию на бомбардировочные кампании.

Счастливая авария

Только несколько лет спустя, было обнаружено, что эти микроволны могут действительно готовить пищу. В 1946 году доктор Перси Спенсер, инженер-самоучка с корпорацией Raytheon, проводил исследовательский проект в области радиолокации. Когда он экспериментировал с новым магнетроном, тот попал на карман ученого в котором находился шоколад, в итоге он растаял.

Он попробовал еще один эксперимент, поставив кубики попкорна рядом с трубкой - результат состоял в том, что они выскочили по всей его лаборатории. Он провел подобный эксперимент с яйцом, которое готовилось, а затем взорвалось на его глазах.

Это был трамплин для дальнейшего научного любопытства и экспериментов: можно ли использовать микроволны для приготовления других продуктов?

Идею быстро переняли инженеры, которые были заинтересованы в том, чтобы новые открытые возможности Спенсера были полезными и практичными. Патент был подан в октябре 1945 года для использования микроволновой печи, которая нагревала продукты питания с помощью микроволновой энергии.

Это привело к созданию первой микроволновой печи Radarange, в 1947 году. Это была большая печь высотой 6 футов (1,8 м), весил 750 фунтов (340 кг) и стоил чуть более 5000 долларов.

Модификации были сделаны таким образом, что в 1954 году была продана модель, которая использовала 1600 ватт и продавалась за 2000 долларов.

1967 год ознаменовался запуском популярной домашней микроволновой модели по цене 495 долл. Первоначальные продажи были медленными - в основном из-за высокой цены прибора, но концепция прочно укоренилась в сознании общественности, и на самом деле появилась реальность и практичностьи быстрота приготовления пищи.

Материя модификации

Дальнейшие изменения были внесены в дизайн микроволновой печи в 60-х годах. Открытая на выставке в Чикаго, микроволновая печь получила еще большую экспозицию и вызвала дополнительный интерес и популярность, при этом продажи единиц в США выросли до миллиона к середине 70-х годов.

Микроволновая печь была еще более популярна в Японии, и продажи были быстрее - им удалось изготовить менее дорогие единицы за счет реинжиниринга более дешевого магнетрона.

Комбинация дальнейших мастеринга и разработок в области технологий привела к появлению микроволновой печи, которая была в конечном счете более качественным, более гладким, более эффективным продуктом и по цене, более доступной для кармана среднего потребителя.

Предупреждения и мифы

Как и в случае с любой новой технологией или изобретением, всегда есть определенная степень подозрения, сомнения и даже страх - и микроволна не была исключением.

Радиационное отравление, импотенция, бесплодие, повреждение головного мозга и слепота были обвинением в последних новинках кухонных технологиях.

Однако к середине 70-х годов плюсы намного перевешивали любые воспринимаемые минусы, и потребители бросили вызов скептикам (а также доказали, что они ошибаются), чтобы пользоваться преимуществами приготовления в микроволновой печи.

Рост продаж

Эта подавляющая волна энтузиазма и продаж означала, что привычки приготовления пищи во всем мире менялись - с упором на удобство использования энергии и экономии времени. Раньше это считалось роскошью - теперь это казалось необходимостью для занятого и быстро развивающегося образа жизни современного потребителя.

И к концу 70-х годов были достигнуты успехи в области микроволновой технологии, поскольку цены резко падали.

Современные микроволны

В настоящее время есть микроволновые печи, которые подходят практически каждому по размеру, форме, дизайну и цвету каждой кухни. Кроме того, дополнительные функции, такие как приготовление гриль и конвекционное, означает, такимчто микроволновая печь многогранна и отвечает требованиям современного домохозяйства образом, который был бы недоступным много лет назад.

В начале сороковых годов XX века американский физик-исследователь П. Спенсер обнаружил в ходе экспериментов, что микроволновое излучение обладает тепловым эффектом. Работая в промышленной лаборатории, Спенсер испытывал излучатель СВЧ-волн. Однажды по своей , присущей многим ученым, он положил на установку бутерброд. Велико же было его удивление, когда через несколько минут бутерброд оказался нагретым!

Другая версия истории открытия теплового воздействия сверхвысокочастотных волн гласит, что ученый носил в кармане плитку шоколада, которая растаяла от работы установки.

Через три с лишним года ученый получил заслуженный патент на использование микроволнового излучения для целей приготовления пищи. Это произошло в октябре 1945 года. И уже к конце сороковых годов в столовых США появились первые СВЧ-печи. Но устройство было очень громоздким и весило достаточно много. Перед изобретателями открывалось широкое поле деятельности по усовершенствованию микроволновой печи.

Успех пришел к японским конструкторам, которые усердно трудились над доработкой изобретения Спенсера полтора десятилетия. Была разработана более современная конструкция печи, устройство получило вращающуюся внутри тарелку. В 1979 году появилась первая СВЧ-печь, имеющая встроенную систему управления на микропроцессорах.

Как устроена микроволновая печь

Конструкция микроволновой печи проста и сложна одновременно. Внутри устройства находится трансформатор, волновод и магнетрон, представляющий собой вакуумный прибор, который генерирует волны . Для выработки требуемого напряжения печь снабжена .

Охлаждение устройства осуществляется через вентилятор, который обдувает магнетрон воздушной струей.

С магнетрона микроволны идут в волноводный канал, имеющий металлические стенки, которые способны отражать излучение. Пройдя сквозь слюдяной фильтр, волны попадают в камеру печи. Внутренняя полость печи, как правило, сделана из металла и иногда бывает покрыта краской, имитирующей эмаль. Более дорогие модели снабжены покрытием из , которая сравнительно легко отмывается от загрязнений и выдерживает термическое воздействие.

Современная микроволновая печь существенно отличается от своего прототипа. Она компактна, экономична и многофункциональна. Сегодня в СВЧ-печи можно не только подогреть пищу, но и разморозить ее, используя один из нескольких программируемых режимов. Существуют и пользуются популярностью модели со встроенным грилем. Вполне возможно, что в за вниманием потребителей изобретатели дополнят печь еще многими полезными функциями.