전자레인지의 원리

아침에 바쁠때는 밥이나 국을 전자레인지에 데워먹으면 더할 수 없이 편합니다. 오븐이나 가스레인지에 데우기는 번거럽고 30분 이상 걸립니다. 전기 밥솥에 보온으로 해두면 밥맛이 나빠져서 밥을 데울때는 전자레인지를 자주 사용합니다.

전자레인지는 마이크로파를 이용해서 물을 진동시켜 데운다는 것은 많은 사람들이 알고 있습니다. 제가 어릴 때는 물분자의 공명진동수와 같은 진동수의 전자기파를 사용해서 공명시켜 물분자를 데운다고 알고 있었습니다. 

이런 방법도 불가능한 것은 아니지만 실제 음식속에 있는 물분자를 공명시키기는 쉽지 않고 공명시킬 수 있는 진동수는 20GHz가 넘어야 한다고 합니다. 현실적으로는 좀 불편한 방법이라서 사용하지 않는다고 합니다.

빛은 전자기파라고도 하는데 전자기파의 전기장의 진동수에 따라 각각의 특성이 있습니다. 마이크로파는 300MHz에서 300GHz의 진동수 영역의 전자기파를 말합니다. 전자레인지에서 사용하는 마이크로파의 2.5GHz 정도의 진동수를 가지는 전자기파입니다. 그래서 영어로 microwave oven이라고 부릅니다.

전자레인지에서 나오는 전자기파는 진동수가 25억Hz이므로 전기장이 1초에 대략 25억번을 방향을 바꾸면서 전달되는 빛입니다. 물분자는 수소이온과 산소이온으로 이루어져 있고 산소쪽은 음전기 수소쪽은 양전기를 가지는 막대처럼 행동합니다.

출처:네이버 지식백과

그림에서처럼 전기장 방향으로 물분자가 배치되고 전기장방향이 바뀔때마다 물분자도 따라서 방향을 바꾸므로 계속 움직이면서 열을 내고 온도가 높아집니다. 이 방법을 유전가열(dielectric heating)방식이라고 부른다고 합니다.

전자레인지는 전자기파가 밖으로 나오지 못하게 전자기파를 흡수하는 금속으로 싸고 있습니다. 앞 유리부분도 자세히 보면 구멍을 뚫어놓은 금속 판입니다. 

금속판은 전자기파를 잘 흡수하기 때문에 음식을 데울 때 전자기파를 흡수하지 않는 유리나 도자기 그릇에 담아야 합니다. 도자기 그릇이라도 금속으로 그림을 그려놓은 것은 사용할 수 없습니다.

또 이방식에서는 물분자를 흔들어서 열을 내는 방법이므로 물이 없는 마른 음식은 데워지지 않습니다. 빵을 많이 구입하면 마르지 않게 잘 밀봉해서 바로 냉동실에 넣었다가 전자레인지로 데우는 것이 맛이 좋은 이유입니다.