Ondes stationnaires dans une cavité

Les fours à micro-ondes utilisent des ondes électromagnétiques pour chauffer les aliments.

La plupart des aliments contiennent des molécules polaires comme l’eau, qui se retournent d’avant en arrière avec le champ électrique alternatif. Lors du retournement, les molécules subissent des frottements avec d’autres molécules, ce qui génère de la chaleur.

La chambre à micro-ondes agit comme une cavité de résonance où les ondes électromagnétiques stationnaires sont formées par réflexion sur la surface métallique. Les deux surfaces métalliques sont placées sur des plans nodaux.

Ainsi, la distance entre les plans doit être un multiple intégral de la moitié de la longueur d’onde.

Les longueurs d’onde qui satisfont à cette condition sont appelées longueurs d’onde caractéristiques, et les fréquences correspondantes sont appelées fréquences caractéristiques.

Chaque fréquence caractéristique, forme d’onde et motif de nœud constitue un ensemble de modes normaux.

Par exemple, un micro-ondes domestique typique fonctionne à 2,4 gigahertz, ce qui correspond à une longueur d’onde facilement absorbée par les molécules d’eau.

Cette longueur d’onde a des nœuds à 6,1 centimètres de distance, ce qui signifie que la nourriture sera froide à ces points et chauffée au maximum aux antinœuds.

Ainsi, le plateau tournant du micro-ondes est tourné pour avoir une distribution uniforme de la chaleur.