Giải thích hiện tượng vật lý về lò vi sóng ( vật lý 12 bài 22 sóng điện từ)

Lò vi sóng  hoạt động dựa trên nguyên lý mạch cộng hưởng LC √

 -Bộ phận chính của nó gồm 1 biến áp cách ly. Điện áp thứ cấp của biến áp này khoảng trên 1000V. Cuộn dây thứ cấp được nắn bằng 1 diod cao áp để biến thành điện DC sau đó mới qua 1 tụ điện. Tụ này có trị số khoảng 1mF điện áp khoảng 2000V. Sau đó mới đến đèn phát sóng cao tần. Đèn này tương tự như đèn điện tử 2 cực được đốt tim bời điện áp cảm ứng lấy trên biến áp ( chỉ 1 vòng dây ). Anod của nó nối với mase, còn cathod của nó được nối với cao áp.
- Tần số dao động của mạch là tần số cộng hưởng LC với C là giá trị của tụ nói trên còn L chính là cảm kháng của phần thứ cấp biến áp. Công suất và chế độ được điều khiển trên bàn phím phía trước chỉ là đóng mạch relay cho biến áp hoạt động và ấn định thời gian dẫn/thời gian ngắt của biến áp. Tần số hoạt động của lò vi ba khoảng 2GHZ.
- Đèn phát sóng vi ba không phải làm nhiệm vụ khuếch đại mà nhiệm vụ của nó là tạo ra dao động với tần số khoảng 2GHZ. tần số này chính là tần số của mạch cộng hưỡng LC với L là cảm kháng của cuộn dây cao áp còn C là điện dung của tụ điện mắc trong mạch khoảng 0,8-1mF điện áp khoảng 2000V.
- Nguyên tắc của nó là tạo một điện trường cực mạnh để bức xạ sóng điện từ. Sóng từ bên trong đèn này sẽ bức xạ ra môi trường bên ngoài. Sóng từ đèn sẽ phản xạ vào thành lò nên mọi vật có cấu tạo lưỡng cực phân tử sẽ nhận được sóng này và nóng lên. Có thể nói vật chất bên trong lò nhận được sóng từ đèn và cả sóng phản xạ từ thành lò. Đèn không có cực khiển đâu mà là đèn 3 cực. Nó chỉ gồm một cực anod nối mase, hai chấu đốt tim đèn. Catod là 1 trong 2 chấu nối với tim đèn đó.
-Sóng vi ba được sinh ra từ nguồn magnetron, được dẫn theo ống dẫn sóng, vào ngăn nấu rồi phản xạ qua lại giữa các bức tường của ngăn nấu, và bị hấp thụ bởi thức ăn. Sóng vi ba trong lò vi sóng là các dao động của trường điện từ với tần số thường ở 2450 MHz (bước sóng cỡ 12,24 cm). Các phân tử thức ăn (nước, chất béo, đường và các chất hữu cơ khác) thường ở dạng lưỡng cực điện (có một đầu tích điện âm và đầu kia tích điện dương). Những lưỡng cực điện này có xu hướng quay sao cho nằm song song với chiều điện trường ngoài. Khi điện trường dao động, các phân tử bị quay nhanh qua lại. Dao động quay được chuyển hóa thành chuyển động nhiệt hỗn loạn qua va chạm phân tử, làm nóng thức ăn.
- Vi sóng ở tần số 2450 MHz làm nóng hiệu quả nước lỏng, nhưng không hiệu quả với chất béo, đường và nước đá. Việc làm nóng này đôi khi bị nhầm với cộng hưởng với dao động riêng của nước, tuy nhiên thực tế cộng hưởng xảy ra ở tần số cao hơn, ở khoảng vài chục GHz. Các phân tử thủy tinh, một số loại nhựa hay giấy cũng khó bị hâm nóng bởi vi sóng ở tần số 2450 MHz. Nhờ đó, thức ăn có thể được đựng trong vật dụng bằng các vật liệu trên trong lò vi sóng, mà chỉ có thức ăn bị nấu chín.
- Đối với kim loại hay các chất dẫn điện, điện tử hay các hạt mang điện nằm trong các vật này đặc biệt linh động, và dễ dàng dao động nhanh theo biến đổi điện từ trường. Chúng có thể tạo ra ảnh điện của nguồn phát sóng, tạo nên điện trường mạnh giữa vật dẫn điện và nguồn điện, có thể gây ra tia lửa điện phóng giữa ảnh điện và nguồn, kèm theo nguy cơ cháy nổ.