Zergatik mikrouhinak berotzen digu janaria?

Sarrera hau idaztea aspaldi neukan buruan. Aurrerago idaztea pentsatua nuen, kimika kuantikoaren oinarriak sakonago azaldu ondoren. Baina, sarean saltseatzen ari nintzela, ondorengoa irakurri nuen (gazteleratik itzulia): "Hamar arrazoi zure mikrouhin labea botatzeko". Bertan, pseudozientzia erabilita, mikrouhin labeen arriskuaz hitz egiten digu idazleak. Blog-ak ez dauka desperdiziorik. Bertan idatzitakoa, ez dut nik ihardetsiko. Ez du merezi. Baina gogoak sartu zaizkit labean gertatzen den fenomenoa azaltzeko. Zergatik berotzen ahal dugu janaria (ala edaria) mikrouhin labean? 

Galderari erantzuna eman aurretik, oinarrizko gauza batzuk azaldu behar dira lehenago. Aurreko sarrera batzuetan (Kuantikoa hitzaren jatorria) ikusi izan dugu atomoen elektroiek energia konkretuak dituzten maila batzuk betetzen ahal dituztela soilik. Hau da, elektroien energia kuantizatuta dagoela. Molekuletan, antzeko fenomenoa gertatzen dela ere ikusi dugu, eta horregatik, beste fenomenoen artean, pertsonek ikusteko gai gara, eta landareek fotosintesia egiten ahal dute. Atomo zein molekuletan, beraz, elektroiek energia konkretu batzuk besterik izaten ahal dituzte. Dena den, molekula eta atomoen artean badago desberdintasun garbi bat: molekulak atomo bat baino gehiagoz osatutako substantziak dira, hau da, nukleo bat baino gehiago dute (nukleoei buruz informazio gehiago hemen). Honek, desberdintasunik eragiten al du? Erantzuna, imajinatzen ahal duzuen bezala, baiezkoa da.

Nukleo bat baino gehiago izatean, erresolbatu behar diren ekuazio kuantikoak desberdinak dira. Nukleoak positiboki kargatuta daudenez, oraingoan, nukleoen arteko elkarrekintza hau kontutan hartu behar dugu. Ekuazio hauek nola erresolbatzen diren, ez dugu oraingoan ikusiko, aurrerago baizik. Ekuazio hauen soluziotik zera lortzen dugu: nukleoek hiru mugimendu mota dituztela.

• Mugimendu traslazionala: mugimendu hau errez uler dezakegu molekula bat autobidean doan kotxe bat dela imajinatzen badugu. Kotxea mugitzen den moduan, molekula bat ere mugitzen da, norabide eta norantza batean. Gas batean, molekula asko ditugunean, molekulak nola mugitzen diren ikusi nahi baduzue, ikusi beheko ezkerreko irudia ala eskuineko bideoa (simulazio hau hurbilketa da, baina ideia ongi azaltzen du).

• Mugimendu bibrazionala: goiko adibideetan molekula beraren nukleoen arteko mugimendurik ez dagoela dirudi. Hau da, nukleoak beti elkarrengandik distantzia berdinera daudela. Traslazio mugimenduaz aparte, nukleoek elkarrekiko bibratu egiten dute, beraien arteko distantziak eta angeluak aldatuz. Beheko bideoan, metano molekula bat bibratzeko duen modu batean. Bertan, distantziak nola aldatzen diren ikus daiteke.

• Mugimendu errotazioanala: traslazioa eta bibrazioaz aparte, molekulek errotatu egiten dute ere bai. Errotazio mugimendua ulertzeko, ikusi beheko bideoa. Bertan, metano molekularen errotazio posible bat ikusten ahal da.

Hortaz, nukleoek hiru mugimendu posible hauek dituzte. Eta hirurak, gas batean, aldi berean gertatzen dira! Beheko bideoan, arnasten dugun oxigeno molekula bat aldi berean bibratzen eta errotatzen ikusten ahal duzue.

Baina, mugimendu hauek, nolanahikoak dira? Beste modu batean esanda, mugimendu hauek edozein modutan posible dira? Ikusi genuen, elektroien kasuan, energia maila konkretu batzuk posible zirela. Berdintsu gertatuko al da nukleoen mugimendu hauetan? Traslazioaren kasuan, hau ez da horrela. Molekulek edozein energia traslazionala izan dezakete. Ez ordea, bibrazio eta errotazioan. Mugimendu hauek ere kuantizatuta daude! Molekulek ezin dute edozein modutan bibratu eta errotatu, energia konkretu eta modu konkretu batzuetan baizik. Eta galdetuko duzue, zein da hau guztiaren eta mikrouhin labearen arteko erlazioa? Zertarako txapa hau? Oraintxe iritsi gara galdera hau erantzuteko behar genuen puntura.

Konkretuki, errotazio mugimenduan fijatuko gara orain. Posible diren errotazio energia mailen artean dagoen diferentzia hain justu erradiazio elektromagnetikoaren eremu bati dagokio. Bai, imajinatzen duzuena: mikrouhinak! Hortaz, molekula batek, errotazio energia maila batetik beste batera salto egiteko, mikrouhinari dagokion fotoi bat absorbatu behar du. Zer gertatzen da molekulak "gorako" bide hau egiten duenean? Gero eta azkarrago errotatzen duela. Hala ere, erranen duzue, orain arte aipatu ditugun molekulak gas fasean zeuden, baina guk mikrouhinean ez ditugu gasak sartzen! Egia da, likidoak, ala janari solidoak sartzen ditugu. Jaki hauek guztiek amankomunean gauza bat dute: bere osagai nagusia ur likidoa da. Zein diferentzia dago gas fasean dagoen ura eta likido fasean dagoen uraren artean? Egiturari dagokionez, gas fasean, batazbeste, molekulen arteko distantzia handiegia da molekula batek beste bat "ikusteko", baina likido batean, elkar ukitzen dute. Horrela, molekulen errotazioa azkartzen dugunean, mikrouhina piztean, ondoko molekulekin talka asko izango dituzte! Talka egiterakoan, molekulek energia galdu egiten dute, elkarrekiko egindako marruskaduragatik. Zertan transformatzen da galdutako energia hau? Bai, asmatu duzue: beroa. Hortaz, mikrouhin labeak egiten duena, laburbilduz, ur molekulen errotazioa azkartzea da, eta hauen arteko marruskadura dela eta, ura berotzen da. Eta ura berotzean, noski, labean sartu dugun elikagaia berotu egiten da, ura osagai nagusia delako. Ondorengo bideoan mikrouhin labe baten funtzionamendua azaltzen duen bideoa ikus dezakezue.

Bukatzeko, bueltatuko gara goian, hasieran, komentatu dizuedan blog horretara. Bertan, hasieran, bi landare desberdinekin egindako esperimentua azaltzen da. Landare bat, mikrouhin batean berotutako urarekin ureztatzen da, eta bestea, lapiko batean berotutako urarekin. Esperimentu egileek "demostratu" egiten zuten mikrouhin urarekin ureztatutako landarea hiltzen zela, eta hori, noski, mikrouhinak kaltegarriak direlako gertatzen zen. Baina gezurtia, goiz ala berandu, harrapatua izaten da. Ikusi beheko sarrera, oso esanguratsua (eta dibertigarria) da.

http://www.lamentiraestaahifuera.com/2011/10/17/el-efecto-en-las-plantas-del-agua-calentada-en-microondas/

Mikrouhin labeari buruz eta bere oinarri fisikoei buruz dena esanda al dago? Ez, noski. Galdera bat luzatuko dizuet. Mikrouhin labetik mikrouhin erradiazioa ia ateratzen ez bada, nola da posible labe barruan dagoen beste erradiazio batek labearen atetik alde egitea? Bai, mikrouhin barruan bonbila bat egoten da, guk barruan gertatzen dena ikusi ahal izateko. Eta bonbila horrek igorritakoa ez al da beste erradiazio elektromagnetiko mota bat, argi ikuskorra, alegia? Erantzuna pentsatzen utziko dizuet....

Descargo de responsabilidad: He utilizado las imágenes sin ánimo de lucro, con un objetivo de investigación y estudio, en el marco del principio de uso razonable - sin embargo, estoy dispuesto a retirarlas en caso de cualquier infracción de las leyes de copyright.Disclaimer: I have used the images in a non for profit, scholarly interest, under the fair use principle - however, I am willing to remove them if there is any infringement of copyright laws.