عدد المساهمات : 75783 تاريخ التسجيل : 28/01/2013 العمر : 78 الموقع : الاردن
موضوع: المايكروويف || قصة التصنيع وكيف أكتشفت الأشعة الجمعة 01 أبريل 2016, 11:50 pm
المايكروويف || قصة التصنيع وكيف أكتشفت الأشعة
هل يحدث تسرب لأشعة المايكروويف خارج النافذة ؟
لا يحدث طالما باب الفرن مغلق جيداً حيث ان الطول الموجي لموجات المايكروويف أكبر من النفوذ من فتحات الشبك فالنسبة لها الشبك جدار عاكس لا تستطيع الخروج منه.
هناك مصدر في الفرن يصدر الأشعة عند ضغط تشغيل وعندما يتوقف الفرن يتوقف المصدر عن الإشعاع .
يعطي الفرن ثلاث أجراس ليتأكد من توقف المصدر وبالتالي فإن الأشعة الداخلية امتصتها المادة المسخنة فلا توجد أشعة متبقية .
ويكمن خطر أشعة المايكروويف في التسخين وهو ما تشعر به عند استخدام الجوال لفترات طويلة .
كيف تسخن أشعة المايكروويف الماء ؟
كلنا يعرف أن جزئ الماء يتكون من ذرتين h وذرة o
ما يجعل جزئ الماء مميزاً هو شكل الجزيء والذي يجعل ذرة o في طرف وذرتي h في طرف آخر بالتالي الجزيء مستقطب
عندما يتعرض الطعام للأشعة فقط جزيئات الطعام الماء تأثر لأنها مستقطبة
الأشعة عبارة عن موجات بها قمم ( مجال كهربائي موجب) وقيعان ( مجال كهربائي سالب )
تتفاعل جزيئات الماء مع الأشعة ويبدأ الطرف الموجب للجزيء ينجذب لسالب المجال والعكس
فكلما غير المجال اتجاهه تبعه الجزئي بتغيير اتجاهه
هذه الحركة تجعل جزيئات الماء تحتك ببعضها وتولد الحرارة التي تسخن الطعام هل وضحت هنا عملية التسخين ؟
ما يميز فرن المايكروويف عن الفرن العادي انه في الفرن العادي سخن الوعاء والطبقة المكشوفة من الطعام وجزئيات هذه الطبقة تكتسب طاقة حرارية فتصطدم بالطبقة التي دونها فتنتقل الحرارة هكذا بالتوصيل فيطهي الطعام من الخارج إلى الداخل أما فرن الميكروويف فكل جزيئات الماء في الطعام تهتز في نفس الوقت فيطهى الداخل والخارج في نفس الوقت ولهذا هي أسرع .
الوعاء الذي فيه الطعام لا يسخن لنفس درجة حرارة الطعام ولكن قد يسخن بفعل نقل الحرارة بالتوصيل بين الطعام الساخن والوعاء النقطة الثانية :: الخاصة بالمعدن في فرن المايكروويف .. ضع قطعة ثلج في فرن المايكروويف ولن تذوب ! لن جزيئات الماء لا تتحرك ... عجيب صح؟ الآن تفسير تقطه المعدن .. لنشاهد هذا الفيديو :: https://www.youtube.com/watch?v=u_yg5...e_gdata_player ملاحظة هذه التجربة لا تفعلوها في فرنكم فقط تجربة الثلج ممكن ! سؤال هل كل المعادن مضرة في فرن المايكروويف ؟ الذي يجيب نعم يشاهد جدار الفرن! هي معدنية !
هذا الجدار المعدني يساهم في ارتداد أشعة المايكروويف وانعكاسها المستمر
إذا كان الطعام داخل وعاء معدني داخل الفرن فغنه لن يسخن لان الوعاء المعدني سيعكس الأشعة ولن يتفذ منها شيء للطعام
لكن لماذا حصل ما حصل في الفديو ؟هل انتبهتم ماذا حصل في بداية الفديو .. شرارة ..! النقطة الثالثة :: كيف تحدث الشرارات في العادة؟ من أين يأتي الشرر ؟ لنشاهد هذا الفديو https://www.youtube.com/watch?v=LaiOwnZGEug&feature=youtube_gdata_player أمثلة الشرر :: البرق عندما نمسك بمقبض باب ونشعر بكهرباء .. لماذا يحدث ؟ ما هو التفريغ الكهربائي وهل يفرق لو كان التفريغ الكهربائي بين سطحين أو بين سطح وجسم مدبب ؟ هذه صورة الشرارة التي نشعر بها وخصوصاً في الجواء الجافة والباردة: من فضل الله علينا ان الهواء الذي يحيط بنا عازل كهربائياً وإلا لكنا نصعق بالكهرباء في كل حين ! ولكن ممكن تحت ظروف يتحول إلى موصل متى يتحول الهواء من عازل إلى موصل ؟ إذا استطعنا ان ننزع إلكترونات من الهواء فيصبح لدينا الكترونات حرة وأيونات.. وهذا لا يحدث بسهولة بل بتطلب قوة كبيرة لتفكيك جزئيات الهواء .. من أين تأتي هذه القوة ؟ تأتي هذه القوة من وجود فرق جهد ..مثلاً ذكرنا البرق كمثال للشرارة كيف يحدث البرق ؟ لوجود فرق جهد بين السحب وسطح الأرض . إذا كان فرق الجهد كبير سوف يتزع الإلكترونات من جزيئات الهواء ويصبح الهواء موصلاً كهربائياً فتسير الكهرباء من السحابة إلى الأرض ما هو فرق الجهد اللازم لحدوث تأين للهواء ؟ أو ما يعرف بانهيار الهواء المقدار هو 30000 فولت فالصورة السابقة للشرارة مع الإصبع حدثت لأننا ونحن نسر ونحتك بالأرض فنجمع هذا القدر من الفولت وعندما نمسك بمقبض الباب ، والذي هو موصل بالأرض فغنه يصبح بين يدنا والمقبض فرق جهد يساوي 30000 فولت فحينها يتأين الهواء بين اصبعنا والمقبض فيحصل التفريغ وتسيير الشحنات منا للمقبض ونتلسع كهربائياً! نقطة مهمة في التفريغ والوصول للمقدار 30000فولت هي ما هو موضح في الصورة ..
لاحظوا توزيع الشحنات حول الجسم لاحظوا انه عند الطرف الحاد ( المدبب ) تتجمع الإلكترونات فيه اكثر من الطرف المسطح وتجمع هذه الإلكترونات يتسبب في زيادة فرق الجهد وبالتالي نستطيع الوصول للمقدار 3000. فولت لحدوث انهيار الهواء نعود الآن للمقطع الذي وضع فيه القصدير هل كان القصدير منبسطاً ام به انبعاجات كثيرة متسببة في حدوث اطراف كثيرة مدببة ؟ كيف يحصل فرق الجهد في فرن المايكروويف لما أدخلنا القصدير المنبعج ؟ جدار الفرن ليس به شحنة فهو عند فرق جهد منخفض بينما القصدير نتيجة لأشعة المايكروويف يحرك الالكترونات فتتجمع عند الأطراف المدببة وهذا سيزيد من فرق الجهد بين القصدير وجدار الفرن وتجمع شحنات في القصدير وإذا وصل فرق الجهد بينه وبين الجدار يصل إلى 30000 يحدث انهيار للهواء ويوصل الكهرباء فتتفرغ شحنة القصدير .. لذا من المهم عدم وضع معادن في الفرن وخصوصاً التي لها اطراف حادة هل أشعة المايكروويف تؤين الهواء؟ لا إلا إذا وجد معدن له أطراف حادة . سؤال : ما هي أفضل طريقة للوقاية من الصواعق في الصحراء الجرداء المنبسطة؟ هناك ما يعرف بمانعة الصواعق وهي عبارة عن قضيب معدني يوضع في مكان عالي متصل بالأرض فندما يحدث فرق الجهد بين السحاب والأرض يتم البحث عن طريق للتفريغ فوجود هذه الصواعق تعطي مسار للتفريغ .. كيف تعرف انك في خطر ؟ إذا شعر رأسك وقف نتيجة لوجودك في منطقة فرق الجهد عالي فإن لم تسرع في الابتعاد عن هذه المنطقة فيمكن ان تصيبك الصاعقة ... نسأل الله السلامة للجميع النقطة الرابعة :: كيف نفسر تجربة اشتعال المصباح داخل المايكروويف ؟
[size=18]المصباح يضئ بتسخين فتيل التنجستن بسبب التفريغ في الأنبوب ولكن ما الذي سخن الفتيل وما الذي تسبب في تفريغ الإنبوب ؟ طبعاً حدث ذلك في فرن المايكروويف وليس خارجه فبالتأكيد له دور ... هل هناك أي وجه شبه بين ما حصل للقصدير في الفرن وبين ما حصل للمصباح+ الماء في الفرن ؟ هل يوجد معدن في المصباح ؟ إذا كان يوجد كيف شكله ؟ التعرجات في الحلزون المعدني في قاعدة المصباح جمعت شحنات فحدث فرق جهد كبير أدى لتأين الماء وأثناء التفريغ انطفئ المصباح وعاد الشحن ثم التفريغ ثم اضاء المصباح مثل ما حدث في القصدير شحن وتفريغ على شكل شرارة .. هنا الشرارة سخنت الفتيل يعني ما أود التأكيد عليه ان أشعة المايكروويف لا تأين الماء وإلا إذا وضعنا ماء وسخناه في الفرن ثم اخرجناه ووضعنا فيه لمبه ستضيئ ! لكن الماء تأين عند وجود معدن فهو الذي حفز التأين . سؤال: لماذا اشتغل المصباح في الماء في الفرن وهو يعمل ولم يشتغل خارج الفرن عند نفس الظروف ؟ أشعة المايكروويف عندما يعمل الفرن تحرك الكترونات داخل المعدن وعند وجود الطراف الحادة تتجمع الإلكترونات هناك وبالتالي تكوَن جهد عالي بين الحواف الحادة ووعاء الماء فعندما يصل هذا الجهد لقيمة أكبر من انهيار الماء يحدث التفريغ الكهربائي ويضئ المصباح .. الان عندما نضع المصباح في الماء المغلي لن يضئ لآن الإلكترونات في المعدن لم تتحرك بالقدر الكافي لإحداث فرق الجهد المطلوب النقطة الخامسة لماذا يجب أن يدور صحن المايكروويف ويلف الطعام ؟ ماذا سيحدث للطعام إذا لم يدور ؟وإذا أشعة المايكروويف تعمل على تحريك جزيئات الماء جميعها في آن واحد سواء في اللب أو في الطبقة فلماذا نحتاج للتدوير ؟ أشعة المايكروويف هي موجات ومثل أي موجات فهي ترتد إذا وجد حاجز في الفرن ، ترتد هذه الأشعة من على الجدران كما هو موضح بالصورة
ماذا يحدث أثناء هذه الانعكاسات ؟ ستكون نتيجة هذه الانعكاسات ما نعرفها بالصورة
الموجات الموقوفة من اسمها عندما تحدث تبدو كأنها واقفة لا تتحرك وتتكون من أجزاء نسميها بطون وهي الجزء المنتفخ في الصورة والعقد هيهي النقاط التي تفصل بين بطنين طيب أين الإشكال ؟ للإجابة عن ذلك يجب ان نفهم ما هي طاقة الموجة؟ طاقة الموجة مرتبطة بسعتها والسعة هي مقدار ارتفاع الموجة عم موضع الاتزان مثلاً موجة بحر ترتفع قليلاً عن مستوى البحر طاقتها اقل من موجة تسونامي ! نعود لشكل الموجات الموقوفة البطون مرتفعة عن خط الاتزان للموجة بالتالي لها سعة أي لها طاقة بينما العقدة لاسعة لها ولا طاقة فلو ما دار صحن المايكروويف حيكون في جزء من الطعام يتعرض لطاقة لأن بطن الموجة حدث عنده وبالتالي سيسخن بنما جزء الطعام الذي حدث عنده عقدة لا يتعرض لطاقة وبالتالي لا يسخن( لاحظوا رغم مرور الموجات فيه ولكن هذه الموجات أحدثت عقدة) مثلاً لو ادخلنا دجاجة مجمدة في فرن المايكروويف بدون تدوير سيكون هناك مواضع من الدجاجة وصلت لحرارة عالية بينما مواضع أخرى ستظل مجمدة شاهدوا هذه الصورة لتوزيع الحرارة في الفرن اللون الأزرق يعني بارد
لاحظوا مناطق دائماَ زرقاء لما يدور الطعام مرة سيقابل عقدة ومرة سيقابل بطن وبالتالي نضمن ان جميعه سيسخن النقطة السادسة : قصة تصنيع فرن المايكروويف ؟ أول شركة قامت بتصنيع فرن المايكروويف هي شركة ريثيون وهي شركة صناعات عسكرية هذه الشركة كانت تبني رادارات للكشف عن طائرات العدو وهي شركة أمريكية واستفادت من تقنية الرادارات في حربها مع النازيين ما ارتباط هذا بالمايكروويف ؟ كان يعمل في تطوير هذه التقنية شخص يدعى سبنسر يوم ما جاع فدخل يده في جيبه لإخراج شكولاتة فوجدها ذائبة توقف وفكر لماذا ذابت ؟ وتوصل إلى ان احتمال الوحيد لذوبان الشكولاتة هي أشعة المايكروويف هي التي قامت بذلك فسريعاً جلب عنصر آخر ليجرب عليه ... ماذا احضر ؟ فشار وضع حبوب الذرة على سطح المعمل امام جهاز إصدار الأشعة وبعد وقت قصير بدأ الفشار يفرقع في وقت قصير جداً ومن هذه اللحظة شعر ان هناك مجال كبير لاستخدام الأشعة في الطهي وسيرقي رواج كبير من ربات البيوت لنه سيمكنهم من الطبخ في وقت قصير ويوفر وتهم في الاستمتاع بالحياة لكن كانت الحرب في قمتها فظلت الفكرة إلى ان انتهت الحرب طبعاً شركة ريثيون حسبتها صح وقات لما انتهت الحرب لن يشتري احد رادارات فقررت ان تستثمر أفران المايكروويف فكلفت سبنسر مع 100 مهندس لتصميم هذه الأفران ... بدأ سبنسر بشركة لتصنيع الطعام المناسبة للفرن وتجارب لتحديد الزمن اللازم لطهي الأطعمة المختلفة وتغيرت من ذلك الوقت مفهوم الطهي ودخلنا في الكل السريع والطهي السريع وياليت عندنا فرن نضع فيه أعمالنا لنحصل على إنجاز سريع . النقطة التي نأخذها معنا من هذه القصة هي أهمية الملاحظة والتفكير في كل ما يمر علينا يعني لو اسنبسر طلع الشكولاتة وغضب ا بنطاله اتسخ وراح ينظفه ليظهر بمزهر لائق ليرجع إلى العمل ما كان سيكون لدينا فرن مايكروويف اليوم . كم نجلس تحت شمسنا الحارقة ونتذمر منها بينما شخص تحت لهيب الشمس صاح " طاقة" !كيف أستفيد منها فصنع لنا الخلايا الشمسة لنتأمل . النقطة السابعة : ظاهرة التسخين الفائق superheating كلنا نعرف ان الماء إذا سخناه فغنه يغلي عند 100 درجة مئوية ودليل الغليان نرى القاعات العنيفة التي تتسابق إلى سطح السائل وتنفجر . التسخين الفائق يعرف بانه عملية تأخير الغليان أي يمكن جعل الماء يصل إلى درجات حرارة اكبر من 100 درجة مئوية دون ان تظهر أي فقاعات بل تكون هذه الفقاعات حبيسة داخل الماء والخطير في هذا الأمر أننا يمكننا أن نرى كوب الماء ونعتقد أنه ماء بارد ساكن ولكن بمجرد أن يحدث له اضطراب يحدث انفجار مؤذي شاهدوا هذا المقطع https://www.youtube.com/watch?v=SC_NtH8vWSc النقطة الثامنة : من أين تأتي الفقاعات في الماء المغلي ؟ لفهم الفقاعات في الماء لننظر في الصورة التالية :
هناك ثلاث أشياء :1 . ضغط البخار داخل الفقاعة 2. ضغط الوسط وهو الضغط الجوي 3. التوتر السطحي عند الحد الفاصل بين البخار والسائل فإذا كان ضغط البخار داخل الفقاعة أكبر من ضغط الوسط بالإضافة لقوة التوتر السطحي فإن الفقاعة ستكبر وترتفع إلى السطح فتنفقع اما في التسخين الفائق ما يحدث يخلف عن ذلك . ماذا سيحدث ؟ وهل لما يسمى بالتنوي nucleation دور ؟ النقطة التاسعة : هل أشعة المايكروويف مضرة ؟ وكيف اكتشفت أشعة المايكروويف ؟ من بحث في الإنترنت عن إجابة لهذا السؤال سيجد من صنفه انه شر محض ومن صنفه خير محض وأكيد وقعنك في حيرة ! المشكلة كيف نعرف من الصح ؟ للإجابة عن ذلك يجب أن نقرأ المعلومة قراءة ناقدة ونميز بين ما هو منطقي أو خلافه ويجب أن نميز بين المصدر الموثوق والمصدر غير الموثوق . تعلمنا من خلال نقاشنا السابق أم كل ما تفعله أشعة المايكروويف هي تحريك جزيئات الماء في الطعام ومع الاحتكاك تنتج الحرارة فتسخنه . وتعلمنا ان أشعة المايكروويف لها طاقة منخفضة لا تستطيع تأين ( نزع الكترونات) الطعام مثل الأشعة السينية ... من هنا نستنتج ان ليس لفرن المايكروويف خطر على الطعام فهي لا تغيير في تركيب جزيئاته طبعاً في الإنترنت مقالات تقول ان الأشعة تغيير في تركيب الطعام وهذا التغيير هو الذي يجعلنا نمرض عند أكل الطعام المسخن بالمايكروويف . وهناك تجربة شهيرة في النت ان تم سقي نبتيين أحدهما بماء ساخن في الفرن العادي والأخرى بماء من المايكروويف مات بعد فترة وبالتالي تم الاستنتاج أن طبيعة الماء تغيرت بالتسخين بالمايكروويف وهناك مقولات تقول ان الطعام المسخن بالمايكروويف يسبب سرطان بالطبع المصدر الموثوق يمكن أن نعول عليه من قام بدارسة علمية منضبطة تقوم على عزل كل العوامل ما عدا أشعة المايكروويف ثم يقوم بتحليل الطعام والماء باستخدام أدوات تحليل دقيقة لمعرفة إن حدث أي تغيير في طبيعتهما مايوكلينك والذي تعتبر مصدر موثوق تقول ان مصدر الخطورة تكمن في الوعاء الذي يسخن فيه الطعام فإذا لم يكن الوعاء مهيأ للاستعمال في الفرن ومكتوب عليه Microwave Safe فغن احتمال كبير ان يسخن الوعاء ويذوب بعضه فيلتصق بالطعام وعندما ناكل تنتقل هذه المواد البلاستيكية لجسمنا فلا يستطيع الجسم ان يهضمها وقد تسبب سرطان للإنسان لكن عن كان الوعاء آمن فلن يحدث أي تغيير في الطعام هذا في راي منطقي بالنسبة لتجربة النبتة لما لا نجربها ؟ مع التأكد ان تكون منضبطة أي كلا النبتتين تتعرضان لنفس الظروف وتكون درجة حرارة الماء واحدة عند التسقية . رابط يتحدث عن فرن المايكروويف http://elgringosalsero.hubpages.com/hub/The-Myths-About-The-Dangers-Of-Microwave-Ovens … تجربة النبتة http://www.snopes.com/science/microwave/plants.asp أسئلة ممكن نسألها أنفسنا أيضاً .. هل يتغير طعم الطعام إذا سخناه في فرن المايكروويف مقارنة بالفرن العادي؟ هل يتغير لونه ؟ وجدت في النت تحذير في ولاية أميركية عن تسخين حليب الأطفال في فرن المايكروويف ذكر بعض الأسباب ان مادة الرضاعة البلاستيكية يمكن ان تذوب في الحليب فيتغير الحليب وقد يصبح أيضاَ الحليب ساخن رغم برودة الرضاعة فتسبب حروق ولكن ذكروا أيضاً أن الحليب الصناعي يتغيير أيضاً أختي مرة سخنت حليب بالمايكروويف وبعد إخراجه وضعته مباشرة في الثلاجة الذي حصل أن الحليب أصبح به كتل لكن قد تكون هذه النتيجة يدخل فيها هوامل عديدة اكيد زادت حيرتكم من وجهة نظر فيزيائية لا إذا كان الوعاء المستخدم لا يتأثر بأشعة المايكروويف ولكن نحتاج إلى المتخصصين في الكيمياء والكيمياء الحيوية ليجيبوا على السؤال الجوهري هل تتغير جزيئات لطعام عند التعرض للأشعة؟ ودراسة التركيب الجزيئي للمواد قبل وبعد التعرض وإصدار حكم لنا كفيزيائية أقول لا يتغير ولكن هو هكذا منهج الحث العلمي 1 نضع فرضية 2. نجري تجربة 3. نجمع النتائج ونحللها 4نصل لنتيجة فمن لديه أطفال أنصحكم بعمل التجربة الشهيرة للقطن وحبة الفول ومحاولة تحديد كل المتغيرات وضبطها ستكون ممتعة للأطفال وتعلمهم التفكير الناقد والتحليل وتحديد العوامل المهمة ومنهج البحث العلمي النقطة العاشرة: تخص أشعة المايكروويف وليس الفرن ... تستخدم الجوالات أشعة المايكروويف في الإرسال والاستقبال! كما تعرفنا كيف ان أشعة المايكروويف تحرك جزيئات الماء فيزيد احتكاكها ببعض فيسخن الماء وهذا ما يحدث عندما نتحدث بالجوال! الماء في خلايانا يسخن وبالتالي نشعر بارتفاع حرارة الأذن والرأس والخد ويكمن ضرر الجوال المؤكد هو من ارتفاع درجة حرارة الخلية فالعميات الحيوية في الخلية نحدث عند درجة معينة ... عند زيادة درجة الحرارة تحدث تفاعلات غير طبيعية وهذه قد تسبب أورام لذا يجب الحرص على عدم استخدام الجوال لفترات طويلة حتى لا ترتفع درجة حرارة الماء في الخلايا سلمنا الله وإياكم [url=http://www.kau.edu.sa/GetFile.aspx?id=156666&fn=%E4%DE%C7%D4 %CA%E6%ED%CA%D1%ED %DA%E4 %C7%E1%E3%C7%ED%DF%D1%E6%E6%ED%DD.pdf]د. ريم الطويقري [/url] عضو هيئة التدريس بقسم الفيزياء بكلية العلوم [/size]
الرئيسية 
البوابة 
