Testo
Un forno a microonde scalda l’acqua perché l’onda elettromagnetica fa vibrare e ruotare le molecole d’acqua, che entrano in risonanza con il campo oscillante (frequenza ). Perché allora i piatti di porcellana asciutti non si scaldano? E i metalli? Quale frequenza dovrebbe avere un forno per scaldare bene anche l’olio?
Soluzione
Perché l’acqua si scalda. La molecola d’acqua ha un forte momento di dipolo elettrico permanente. Il campo elettrico oscillante dell’onda la costringe a riorientarsi avanti e indietro miliardi di volte al secondo; gli urti tra molecole trasformano questa agitazione in calore. È un assorbimento dovuto al rilassamento dipolare, non a una risonanza netta di singola molecola.
Porcellana asciutta. La porcellana è un materiale ceramico i cui atomi sono bloccati in un reticolo rigido: non contiene dipoli liberi di ruotare. Perciò assorbe pochissima energia dalle microonde e resta (quasi) fredda. Se il piatto si scalda un po’, è solo per il calore ceduto dal cibo. Un piatto bagnato, invece, si scalda perché contiene acqua.
Metalli. In un metallo gli elettroni di conduzione sono liberi: il campo dell’onda li mette in moto generando correnti superficiali che riflettono quasi tutta la radiazione (il metallo si comporta da specchio per le microonde). Su punte e bordi il campo si concentra e può provocare archi elettrici e scintille: per questo non si mettono oggetti metallici nel forno.
E l’olio? Le molecole dell’olio hanno momento di dipolo debole e, soprattutto, un tempo di rilassamento diverso da quello dell’acqua: alla frequenza standard di assorbono poco. Per scaldarlo efficacemente servirebbe una frequenza diversa, in genere più alta, accordata al suo tempo di rilassamento dipolare.
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Argomenti: Onde elettromagnetiche Concetti: Onda elettromagnetica