23 Elektromagnetische Strahlung Versuche für Lehrerinnen und Lehrer mit Mikrowellenherden Versuche in Mikrowellenherden werden ausschließlich in solchen Herden durchgeführt, die nicht mehr zum Kochen verwendet werden! Bei leuchtenden Versuchen wird die Lampe des Herdes entfernt. Bei Versuchen, die nicht zu viel Energie benötigen, wird ein Glas mit 50 ml Wasser in den Garraum gestellt (Hinweis „mit Wasser“). Beschreibt, welche Wirkung von Mikro-Strahlung auf Materie ihr bei den Versuchen erkennen könnt? Besprecht gemeinsam in der Klasse. A3 Wie funktionieren „Mikrowellenherde“? Mikro-Strahlung wird in der Alltagssprache als „Mikrowelle“ bezeichnet. „Mikrowellenherde“ sind Geräte, die mithilfe von Mikro-Strahlung Speisen erwärmen können. In einem Mikrowellenherd wird die Mikro-Strahlung in einem Magnetron erzeugt (Abb. 23.1). Von einer Glühkathode (Minuspol) werden Elektronen abgegeben. Ein Magnetfeld zwingt sie auf eine kreisförmige Bahn. Am Anodenblock (Pluspol) beginnen sie zu schwingen. Dabei geben sie Mikro-Strahlung ab (Abb. 23.2). Ein Hohlleiter aus Metall reflektiert die Mikro-Strahlung in den Garraum (Abb. 23.3). Sie wird vom Blech der Wände zu den Speisen reflektiert. Die Mikro-Strahlung mit einer Frequenz von 2,45 GHz wird von Wassermolekülen besonders gut absorbiert. Das Wasser in den Speisen wird heiß. Durch Überlagerung der Strahlung entstehen im Garraum Bereiche mit niedriger und höherer Strahlungsenergie (Hot Spots). Daher muss die Mikro-Strahlung durch einen Wobbler (= „Wellenwirbler“) verteilt oder Speisen auf dem Drehteller bewegt werden. Hohlleiter Magnetron Kühlung Wobbler oder Drehteller 23.3 Aufbau eines Mikrowellenherdes Heizanschluss der Glühkathode Ringmagnete Antenne Anodenblock hinter Kühlrippen 23.1 Das Magnetron eines Mikrowellenherdes starkes Magnetfeld Glühkathode Anodenblock Elektronenbahn 23.2 Beschleunigte Elektronen erzeugen im Magnetron Mikro-Strahlung. Hot Spots ohne Drehteller Der Drehteller wird aus dem Herd genommen. Schaumbären werden auf Papier gelegt. An den Hot-Spots erhitzen sie sich stark und blähen sich auf. LV1 Verteilte Hot Spots (mit Wasser) Mit Silikon auf eine Plexiglasplatte geklebte Glimmlampen leuchten im Garraum auf und zeigen die Verteilung der Hot-Spots an. LV2 Mikro-CD (mit Wasser) Bei einer CD wird die dünne Aluminiumschicht durch Absorption stark erhitzt, sodass sie unter Funken teilweise verbrennt. LV3 Leistungsstufen (mit Wasser) Eine Glühlampe wird in den Garraum gestellt. Das Füllgas der Lampe leuchtet. Bei niedrigen Leistungen schaltet sich das Magnetron immer wieder aus. LV4 Film v9hv76 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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