Les micro-ondes sont une forme de rayonnement électromagnétique qui partage des caractéristiques communes avec de nombreuses autres formes de rayonnement. Bien qu'il existe un rayonnement cosmique de fond micro-ondes, celui-ci est en grande partie absorbé par l'atmosphère terrestre. La foudre produit elle aussi des micro-ondes ; cependant, la plupart des micro-ondes rencontrées au quotidien par une personne ordinaire sont générées par un tube à vide spécialisé appelé magnétron.
Le rayonnement électromagnétique
Le rayonnement électromagnétique (EM) est une forme d'énergie que nous rencontrons et utilisons chaque jour. Les ondes radio, les micro-ondes, la lumière visible et les rayons X en sont tous des exemples. Sous toutes ses formes, le rayonnement EM est constitué de paquets d'énergie appelés photons, qui se déplacent dans le vide à la vitesse de la lumière. Les principales différences entre les diverses formes de rayonnement électromagnétique résident dans leurs longueurs d'onde, leurs fréquences et leur manière d'interagir avec la matière.
Le spectre électromagnétique
Le rayonnement EM est classé et organisé dans le spectre électromagnétique selon sa fréquence. Les ondes radio possèdent les fréquences les plus basses, tandis que les rayons gamma présentent les fréquences connues les plus élevées. Entre ces deux extrêmes se situent les micro-ondes, l'infrarouge, la lumière visible, l'ultraviolet et les rayons X. Les fréquences des micro-ondes s'étendent de 1 GHz à 300 GHz, ce qui correspond à des longueurs d'onde allant d'environ un mètre à un millimètre.
Fréquence et interactions avec la matière
La fréquence d'une forme particulière de rayonnement EM détermine la nature de ses interactions avec la matière. Selon sa fréquence, le rayonnement peut être réfléchi, réfracté, absorbé ou atténué (partiellement absorbé). Comme les micro-ondes interagissent avec l'eau et de nombreuses substances alimentaires au niveau moléculaire, elles peuvent être utilisées pour chauffer et cuire les aliments. Les rayons X, dont les fréquences sont plus élevées et les longueurs d'onde plus courtes, interagissent quant à eux avec la matière au niveau atomique. C'est d'ailleurs pourquoi les métaux, qui réfléchissent les micro-ondes, ne doivent jamais être placés dans un four à micro-ondes.
Comment les fours à micro-ondes cuisent les aliments
Contrairement aux appareils de cuisson traditionnels, les fours à micro-ondes ne disposent pas d'éléments chauffants. À l'intérieur du four, une haute tension électrique est appliquée à un tube à vide spécialisé appelé magnétron. Ce dernier convertit l'énergie électrique en rayonnement électromagnétique sous forme de micro-ondes. Lorsque ces micro-ondes atteignent les aliments, les molécules qui les composant absorbent cette énergie et se mettent à vibrer rapidement. Le frottement entre les molécules en mouvement génère alors de l'énergie thermique, qui chauffe et cuit les aliments de l'intérieur vers l'extérieur, bien plus rapidement que la conduction thermique classique.
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