История создания микроволновой печи¶

Микроволновая печь — бытовой прибор, предназначенный для разогрева и приготовления пищи с помощью электромагнитного излучения сверхвысокой частоты (СВЧ). Принцип работы устройства основан на том, что микроволны частотой около 2,45 ГГц возбуждают колебания молекул воды, содержащихся в продуктах, и пища нагревается изнутри. Изобретение микроволновой печи связано с именем американского инженера Перси Спенсера, работавшего в компании Raytheon.

¶Случайное открытие

В 1945 году Перси Спенсер, инженер-конструктор в компании Raytheon Manufacturing Company, занимался разработкой магнетронов — вакуумных ламп, генерирующих микроволны. Магнетроны того времени применялись в радиолокационных системах, и Спенсер совершенствовал их конструкцию для военных нужд. Во время одного из экспериментов с работающим магнетроном Спенсер заметил, что карманные конфеты Mars在他的 кармане расплавились от воздействия микроволн. Проведя серию опытов, он обнаружил, что зёрна попкорна вблизи магнетрона начали взрываться, а яйцо в скорлупе сварилось настолько, что его пришлось вынимать из скорлупы с помощью отвёртки.

Следует отметить, что сама идея использования микроволнового излучения для нагрева пищи не была абсолютно новой. Ещё в 1930-х годах инженеры исследовали возможность применения СВЧ-излучения в промышленности. Однако именно Спенсер впервые предложил конструкцию полностью закрытого устройства, безопасного для пользователя, и довёл идею до коммерческой реализации.

¶Первые устройства

В 1947 году Raytheon представила первую микроволновую печь — модель Radarange. Прибор весил около 340 килограммов, имел размеры примерно 1,8 метра в высоту и требовал подключения к водопроводу для охлаждения магнетрона. Устройство предназначалось в первую очередь для ресторанов и промышленных кухонь. Стоимость первой модели составляла около 5000 долларов, что по тем временам было сопоставимо с ценой автомобиля.

В 1955 году компания Tappan Stove Company выпустила первую бытовую микроволновую печь, однако она по-прежнему была громоздкой и дорогой. Переломным стал 1967 год, когда Raytheon (к тому времени купившая компанию Amana Corporation) выпустила компактную настольную модель с ценой около 495 долларов. Именно эта модель сделала микроволновую печь доступной для массового потребителя и запустила её широкое распространение в домашних хозяйствах.

¶Развитие технологии

В 1970-е годы микроволновые печи получили широкое распространение в США и Японии. К началу 1970-х годов в Японии микроволновыми печами было оборудовано около 20 % домохозяйств, в США этот показатель составлял примерно 5 %. В СССР первые бытовые микроволновые печи появились в конце 1970-х — начале 1980-х годов, однако их распространение сдерживалось как высокой ценой, так и опасениями в отношении безопасности СВЧ-излучения. В 1980-е годы в СССР выпускались модели «Электроника ВМ-1000» и «СВЧ-печь ШВС-0,5», но массового спроса они не имели.

В 1986 году в США микроволновые печи имелись примерно в 80 % домохозяйств. В России к началу 2000-х годов этот показатель составлял около 30 %, а к 2020-м годам превысил 60 %.

¶Устройство и принцип работы

Основные элементы микроволновой печи:

• Магнетрон — генератор СВЧ-излучения частотой 2,45 ГГц, преобразующий электрическую энергию в микроволны.
• Волновод — металлическая полость, направляющая микроволны в камеру нагрева.
• Камера нагрева — металлическая коробка, в которой размещается продукт; её стенки отражают излучение, создавая резонансное поле.
• Вращающийся поддон — обеспечивает равномерный прогрев продукта за счёт вращения в поле неоднородной интенсивности.
• Магнетронная защита — предохраняет магнетрон от перегрева.

Микроволны проникают в продукт на глубину 2,5–3,8 сантиметра, нагревая молекулы воды, жиров и сахаров. Нагрев внутренних слоёв продукта происходит за счёт теплопроводности. В отличие от обычной печи, где нагрев идёт с поверхности внутрь, микроволновая печь создаёт обратный градиент температуры.

¶Значение изобретения

Перси Спенсер получил более 300 патентов в различных областях техники, а патент на микроволновую печь (№ 2 495 429) был выдан ему 8 октября 1946 года. Изобретение изначально создавалось для военных целей, но в итоге стало одним из самых массовых бытовых приборов в мире. По данным отраслевых исследований, к 2020-м годам микроволновые печи имелись более чем в 90 % домохозяйств развитых стран.

¶Интересные факты

• Перси Спенсер не имел высшего образования, начав карьеру в 12 лет в качестве рабочего на фабрике.
• Название «Radarange» отсылает к радарным системам, где применялись магнетроны.
• В первых моделях для охлаждения магнетрона использовалась проточная вода, что делало печь похожей на бытовую технику, требующую сантехнического подключения.
• Спенсер скончался 8 сентября 1970 года, не дожив до массового распространения своего изобретения в быту.

¶Источники

• Encyclopædia Britannica: Microwave oven
• IEEE Global History Network: Percy Spencer and the Microwave Oven
• Raytheon Company Corporate Archives
• «The History of the Microwave Oven», Journal of Microwave Power