Fysisk institutt og ILS, UiO, Andersen og Øgrim, 1999
Fysikkforsøk for videregående skoler

Del C: Elstrøm

C17 Mikrobølgeovn

Jf:
C15 Stående bølger C15 

Stikkord:
Elektromagnetiske bølger 
Indusere 
Refleksjon 
Stående bølger 
Bølgelengde 
Knutepunkter 
Buk 
Resonans

Utstyr:
Engangskrus 
Al-folie 
Brukt glødelampe og lite lysrør 
Kartong 
Saks 
Teip 
Jerntråd, blomster(kranse-)tråd 
Vann

Ideene til disse forsøkene med mikrobølgeovn er hentet fra Callin, Falch og Walle i ERGONYTT nr. 2. 
Når ovnen er satt på, er den full av elektromagnetisk stråling med bølgelengde ca 12 cm.

Veggene i ovnen er av metall som kaster strålingen att og fram inne i ovnen. Vinduet i døra er også dekket av et metallnett. I noen ovner er det en vifte som hele tida endrer bølgemønsteret sånn at strålingen skal bli jamt fordelt i ovnen. I andre oppnår man jamn fordeling av strålingen i maten ved at den står på en roterende tallerken. Vi brukte en ovn med roterende tallerken.

Strålingen blir særlig godt absorbert i vann. I metaller setter den i gang elektriske svingninger.

Ha alltid noe vann i ovnen når du bruker den sånn at energien kan bli absorbert i noe. 
Sett to plast- eller pappkrus med vann i ovnen. Ett av krusene skal du pakke helt inn i aluminiumfolie. Da står vannet i det i et faradaybur som hindrer strålingen fra å komme inn, og vannet blir derfor ikke varmt.

Ved siden av f eks et krus med vann i kan du plassere en brukt lampe. Sett i gang ovnen. Gjennom vinduet ser du nå at gassen i lampa lyser opp.

.

 
 
Kanskje får du forskjellige farger i den også. Det kommer av at strålingen eksiterer molekylene i gassen i lampa. Hvis du legger inn en hel lampe, blusser den først kraftig opp og glødetråden blir brent over. Så ser du gassen lyse. Hvis lampa ligger i strålingen lenge nok, blir glasset varmt også. Det hender at glasset slår sprekker nær sokkelen, det kommer luft inn og lampa slutter å lyse. Ikke brenn deg på glasset! Vi gjorde det.

I stedet for en glødelampe kan du bruke et rørlys, men helst et som allerede er kaputt. Klipp til en 20 cm × 4 cm kartong. Riss så vidt på langs midt på remsa og brett. Legg en litt kortere blomstertråd, jerntråd, i bretten og teip med flere teipbiter langs den åpne enden sånn at det blir godt kontakt mellom jernet og kartongen langs hele lengden.
 

 
 
Legg kartongen med jerntråden inn i ovnen sammen med en kopp vann. Når du nå setter i gang, vil det etter bare et par dekasekunder danne seg brune flekker på kartongen. Da stopper du ovnen og tar ut kartongen.

Det er om å gjøre at du følger med og ser inn i ovnen hele tida. Hvis jernet når for langt ut mot kanten av kartongen, begynner kartongen lett å brenne. Da må du være klar til å slokke den. 
Våre forsøk viste at det var fra 4 cm til noe over 5 cm mellom de brune flekkene. Det var avhengig av lengden av jerntråden.
 

 
 
Det var alltid brune flekker ytterst i hver ende. De andre var jamt fordelt i lengderetningen.

Vi tror at mikrobølgene framkaller stående elektriske svingninger med knuter og buker i jerntråden. Det kan ikke være strømbuk ved endene. Der må det være spenningsbuker. Varmeflekkene i kartongen får vi der det er spenningsbuker i jernet. Det er fordi vi der får de kraftigste bevegelsene i det dielektrikum som omslutter jernet, altså i kartongen. Det er kartongen som blir varm, i mindre grad jernet.

Vi gjorde forsøk med en ca 10 cm lang jerntråd uten kartong rundt. Vi la jernråden på en eller to korker. Korkene ble svidd, men jernet var ikke særlig oppvarmet i endene. I et annet tilfelle stakk vi den ene enden av tråden inne i korken, den andre enden svevde fritt i lufta. Korken tok fyr etter noen få sekunder, mens den andre enden av jerntråden holdt seg kald.

Med stående bølger er det en halv bølgelengde mellom to buker. Våre resultater tyder derfor på bølgelengder mellom 8 cm og 11 cm. Dette dreier seg om bølger i systemet av dielektrikum og metall, og denne bølgelengden tilpasser seg lengden av jernet. I tomt rom skal bølgelengden av strålingen i mikrobølgeovnen være 12 cm ifølge produsenten. Den er vesentlig kortere i kartongen.

Vi gjorde forsøk med andre metaller også med samme resultat. Vi brukte sveisetråd av bronse, kjempebinders av jern, koppertråd og aluminiumfolie. Alle ga brune flekker med samme avstand som med jern, men det tok lengre tid i ovnen jo tykkere og mer ledende metallet var. Vi prøvde også med en sluttet ring av kopper. I en ring kan det ikke danne seg stående bølger, og det ble ingen brune flekker.

I følge Ergonytt skulle man legge sveisetråd på termofaxpapir oppå en treplate. Vi har bare brukt kartong og vanlig papir, men vi fikk ikke brune flekker med papir. Med en treplate under må man være sikker på at den er helt tørr. En kryssfinerplate ble svært varm. Den absorberte strålingen, og var uegnet. Det gikk heller ikke bra med de andre treplatene vi hadde, så vi la kartongen direkte på tallerkenen på bunnen av ovnen. Det gikk også bra om vi monterte jerntråd-kartong loddrett inne i ovnen.
 

Neste forsøk
Tilbake til innholdsfortegnelser
C18
C00
3. avdeling
Indeks