Natuurkunde

magnetron


Inleiding 

De magnetron is tegenwoordig niet meer weg te denken uit de keuken. Hij is ideaal voor het opwarmen van eten. Of het nou de restjes van de avond ervoor zijn of een kant-en-klaar gerecht, in de magnetron is het binnen enkele minuten opgewarmd. Hoe werkt een magnetron eigenlijk? En welke proefjes kun je allemaal uitvoeren met een magnetron?

Werking 

Een magnetron werkt door microgolven. De meeste magnetrons maken gebruik van golven met een frequentie van 2,45 GHz. Deze golven zorgen ervoor dat het water dat in het voedsel aanwezig is opwarmt. Water is namelijk een elektrische dipool en door de elektromagnetische straling wordt de watermolecuul telkens omgedraaid. Deze beweging zorgt voor de opwarming die in een magnetron optreedt. Je kunt dit testen door bijvoorbeeld alleen een bord in de magnetron te zetten. Deze zal niet warm worden doordat er geen watermoleculen aanwezig zijn die in beweging worden gezet en voor opwarming zorgen.

Lichtsnelheid 

Met een magnetron zijn een boel leuke proefjes te doen. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om de lichtsnelheid te bepalen met behulp van je magnetron. Voor het bepalen van de lichtsnelheid heb je maar weinig materialen nodig. Wat smeltbaar materiaal als chocolade of kaas, een liniaal en de frequentie van je magnetron zijn genoeg. Door de draaiende plaat uit de magnetron te verwijderen en het smeltende materiaal op een stilstaand bord in de magnetron te plaatsen kun je de zogenaamde "hotspots" zichtbaar maken. Deze "hotspots" zijn de plekken in de magnetron die worden verwarmd. Door het draaien van het voedsel door de verzameling aan hotspots wordt toch alles verwarmd. Aan de hand van de afstand tussen de hotspots en met de frequentie van de magnetron in het achterhoofd kan de lichtsnelheid worden bepaald.

Andere experimenten 

Naast het bepalen van de lichtsnelheid is het ook leuk om verschillende voorwerpen in je magnetron te plaatsen voor de bijzondere effecten die daarbij optreden. Enkele voorwerpen die een leuk effect opleveren zijn een gloeilamp, een druif (doormidden gesneden), ivory soap of een cd (alleen aan te raden bij een magnetron die kapot mag).

onderzoeksvragen

Hoe werkt het?
Hoe zit een magnetron in elkaar en hoe werkt hij?

Lichtsnelheid
Bepaal zelf de lichtsnelheid met behulp van je magnetron. Wat zijn de onnauwkeurigheden bij dit experiment?

Proefjes doen
Wat gebeurt er wanneer je verschillende voorwerpen (cd, gloeilamp, druif, ivory zeep) in de magnetron plaatst? Hoe zijn deze verschijnselen te verklaren?