قصة اختراع الميكروويف

تعريف فرن الميكروويف

هو أحد أجهزة المطبخ التي تسخن الطعام بطريقة تسّمى التدفئة العازلة، إنّه يُعرّض الطعام للإشعاع الكهرومغناطيسي في طيف الميكروويف مما يتسبب في دوران الجزيئات في الطعام (لأنّها مستقطبة وتحاول محاذاة المجال)، تتصادم الجزيئات الدوارة مع الجزيئات الأخرى وترفع طاقتها الحركية التي تظهر على شكل حرارة، تُستخدم اليوم في الغالب لإعادة تسخين الأطعمة المطبوخة مسبقًا وطهي الخضار.

ظهرت فكرة استخدام الإشعاع الكهرومغناطيسي وتأثيراته الحرارية في عام 1934، لكن الأمر استغرق بعض التقنيات الحديثة وبعض العوامل الأ خرى لاستخدامها بشكل صحيح، يُعد فرن الميكروويف من أجهزة المطبخ الشائعة اليوم ولكن تم اكتشافه عن طريق الصدفة وفي البداية كان كبيرًا ومكلفًا لدرجة أنّ الفنادق والأثرياء فقط هم من يمكنهم تحمل كلفته، لكنه مع الأيام انخفض سعره وأصبح موجودًا لدى أغلبية المنازل.

ما هي قصة اختراع الميكروويف

ظهرت الفكرة الأولى لاستخدام المجالات الكهربائية عالية التردد لتسخين المواد العازلة في عام 1934، ولكن هذه الطريقة تَستخدم ترددات أقل من تلك الخاصة بأفران الميكروويف، ظهرت القدرة على إنتاج ترددات أعلى مع اختراع (التجويف المغنطرون)، وهو عبارة عن الأنبوب المفرغ عالي الطاقة، والذي كان جزءًا رئيسيًا من الرادار ذي الموجة القصيرة خلال الحرب العالمية الثانية، تم تطوير مغنطرون متعدد التجاويف بين عامي 1937 و1940 من قبل الفيزيائي البريطاني السير جون تورتون راندال وفريق من زملاء العمل البريطانيين، تم عمل نموذج أولي عام 1940 بواسطة جون راندال وهاري بوت في جامعة برمنغهام.

عندما تم تسليم المغنطرون إلى حكومة الولايات المتحدة في سبتمبر 1940 مقابل مساعدتهم المالية والصناعية، كانت إحدى الشركات التي حصلت على عقد لإنتاج كميات كبيرة من المغنطرون هي شركة (Raytheon)، وهنا تكون فكرة إنشاء فرن الميكروويف قد بدأت، تم اكتشاف تأثير التسخين لشعاع الميكروويف عالي الطاقة في عام 1945، عن طريق الصدفة تمامًا حيثُ عمل بيرسي سبنسر الذي كان مهندسًا علميًا ذاتيًا من (Howland)، وكان موظفًا في شركة (Raytheon)، على مجموعة رادار نشطة عندما لاحظ أنّ قطعة شوكولاتة كانت في جيبه بدأت تذوب، ثم حاول تجربة الفشار ثم البيضة (التي انفجرت).

قام سبنسر بعد ذلك بإنشاء مجال كهرومغناطيسي عالي الكثافة عن طريق تغذية الموجات الدقيقة من مغنطرون في صندوق معدني لا يمكنهم الهروب منه، بحيث ترتفع درجة حرارة الطعام الذي يوضع في صندوق أسرع بكثير من درجة الحرارة المفتوحة، تم تقديم طلب براءة اختراع لعملية طهي الميكروويف في (Spencer) عام 1945، وتم وضع أول فرن ميكروويف في مطعم (Boston) للاختبار، تم وضع أول فرن ميكروويف يمكن استخدامه من قبل الجمهور في (Grand Central Terminal)، في مدينة نيويورك الولايات المتحدة، في يناير 1947، كان الميكروويف على شكل آلة البيع (Speedy Weeny) التي صرفت النقانق.

كان أول فرن ميكروويف متوفر تجارياً، من صنع شركة (Raytheon)، تم صنعه في عام 1947 وكان كبيرًا جدًا، كان طوله 1.8 مترًا، ووزنه 340 كيلوجرامًا، وتم بيعه مقابل 5000 دولار وهو اليوم حوالي 52000 دولار، كما أنّ لديه طاقة 3 كيلو وات وتم تبريده بالماء، تم تركيب أحد أفران “Radarange” الأولى في مطبخ الركاب، تعد أفران ميكروويف التي تعمل بالطاقة النووية (NS Savannah)، النموذج التجاري الذي صنع في عام 1954 استخدم 1.6 كيلووات وكان سعره يتراوح من 2000 دولار إلى 3000 دولار، وهو من قبل شركة تابان ستوف في مانسفيلد، أوهايو حيثُ قامت بترخيصه من شركة (Raytheon) في عام 1952.

وحاولت بيع وحدة حائط كبيرة بقوة 220 فولت كفرن ميكروويف منزلي في عام 1955 بسعر أقل حتى 1295 دولارًا، ولكن كان ذلك مبكرًا للغاية ولم يتم بيع هذا الفرن، اشترت شركة (Raytheon) شركة (Amana)، الشركة المصنعة للأجهزة المنزلية في عام 1965 وصنعت أول نموذج منزلي شهير كونترتوب، وطورت تكوينًا جديدًا للميكروويف في الستينيات، لقد كان شكله قصيرًا وواسعًا واستخدم مغنطرونًا خاصًا يسمح للفرن بالبقاء على قيد الحياة في حالة عدم التحميل عندما لا يكون لديه طعام لامتصاص الأمواج، بحلول سبعينيات القرن الماضي انخفضت الأسعار بسرعة وأصبحت أفران الميكروويف شائعة في العديد من المنازل.

بيرسي ليبارون سبنسر مخترع فرن الميكروويف

تم اختراع فرن الميكروويف، مثل العديد من الاختراعات العظيمة عن طريق الصدفة، مخترعها كان بيرسي سبنسر وأصبح مهتمًا بالآثار الجانبية لأفران الميكروويف في عام 1945، ولد بيرسي ليبارون سبنسر في 19 يوليو 1894 في بلدة هاولاند الصغيرة بولاية مين، كان يتيم الوالدين منذ سن مبكرة، توفي والده وعمره 18 شهرًا فقط، وتركته والدته بعد ذلك لخالته وعمه، عندما كان يبلغ من العمر سبع سنوات فقط توفي عمه وبعد ذلك اضطر إلى ترك المدرسة النحوية لكسب المال لدعمه هو وعمته، عندما كان يبلغ من العمر 12 عامًا كان يعمل من الصباح حتى المساء في مطحنة البكرة.

تلك المطحنة كانت المكان الذي مكث فيه حتى بلغ من العمر 16 عامًا عندما سمع عن مصنع ورق محلي سيبدأ في استخدام الكهرباء، ولأنّه كان مفتونًا بذلك بدأ يتعلم كل ما في وسعه عن الكهرباء وكان واحدًا من ثلاثة أشخاص تم توظيفهم لتركيب الكهرباء في المحطة، عندما كان عمره 18 عامًا، أصبح مهتمًا بالاتصالات اللاسلكية وانضم إلى البحرية الأمريكية حيث أصبح خبيرًا في تكنولوجيا الراديو من خلال قراءة الكثير من الكتب المدرسية ودرس كل ما يخص هذا الموضوع، كما قام بدراسة علم المثلثات وحساب التفاضل والتكامل والكيمياء والفيزياء وعلم المعادن ومواضيع أخرى.

بمرور الوقت، أصبح أحد الخبراء الرائدين في العالم في تصميم أنبوب الرادار، بحلول عام 1939 كان يعمل كرئيس لقسم أنابيب الطاقة في شركة (Raytheon)، التي كانت متعاقدة مع وزارة الدفاع الأمريكية ولديها عقد حكومي لتطوير وإنتاج معدات رادار قتالية لمختبر إشعاع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ذات يوم أثناء بناء المغنطرونات، الأجزاء المهمة التي تولد الموجات الدقيقة للرادارات، كان يقف أمام جهاز الرادار الذي يعمل بالطاقة، لاحظ أنّ قطعة الشوكولاته التي كانت في جيبه قد ذابت، على الرغم من أنّه لم يكن أول من لاحظ هذا التأثير، إلا أنّه كان أول من أبدى فضوله تجاهه.

كرر سبنسر التجربة مع الفشار، الذي أصبح أول طعام يتم طهيه باستخدام أفران الميكروويف، حاول أيضًا تسخين بيضة في الميكروويف، انفجرت في وجه أحد المجربين بعد ذلك ابتكر سبنسر فرن ميكروويف، عن طريق توصيل مولد مجال كهرومغناطيسي عالي الكثافة بصندوق معدني مغلق، لقد منع هروب الموجات الدقيقة، مما سمح بإجراء تجارب محكومة وآمنة، أدّت جميع التجارب إلى استنتاج مفاده أنّه عند وضع الطعام في العلبة باستخدام طاقة الميكروويف، ترتفع درجة حرارة الطعام بسرعة، قدمت شركة (Raytheon) طلب براءة اختراع من الولايات المتحدة لفرن الميكروويف (Spencer) في 8 أكتوبر 1945.

وسرعان ما تم وضع أحد هذه الأفران في أحد مطاعم بوسطن ليتم اختباره في ظروف العمل، في الوقت المناسب أصبح بيرسي سبنسر نائبًا أول للرئيس وعضوًا أول في مجلس الإدارة في (Raytheon) حيث حصل على 300 براءة اختراع، وسمّي المبنى باسمه والعديد من الجوائز الأخرى، من المثير للاهتمام أنّه لم يتلق أي دفعات لحقوق الملكية لاختراعه لكنّه حصل على مكافأة لمرة واحدة قدرها 2 دولار من شركة (Raytheon)، والتي كانت بمثابة دفعة رمزية قياسية في ذلك الوقت قامت الشركة بدفعها لجميع المخترعين على جدول رواتبها.

بعض الحقائق عن أفران الميكروويف

• كان أول فرن ميكروويف متاح تجاريًا يبلغ ارتفاعه 1.8 مترًا ووزنه 340 كيلوجرامًا، لقد استهلك ثلاثة أضعاف الطاقة التي تستخدمها أفران الميكروويف الحالية.

• تم اكتشاف تأثير التسخين لإشعاع الميكروويف بالصدفة في عام 1945.

• كان أول استخدام عام لفرن الميكروويف في يناير 1947.

• تم تطوير الشكل القصير والواسع لفرن الميكروويف، الذي أصبح شائعًا الآن بواسطة (Litton (Industries في الستينيات.

• تستخدم أفران المستهلك عادةً أفران ميكروويف تبلغ 2.45 جيجا هرتز بينما تستخدم الأفران الصناعية / التجارية الكبيرة غالبًا 915 ميجا هرتز.

• يُعتبر تسخين الميكروويف هو الأكثر كفاءة على الماء بسبب جزيئاته ثنائية القطب وأقل كفاءة على الدهون والسكريات.

• هناك فكرة خاطئة مفادها أن أفران الميكروويف تطبخ الطعام “من الداخل إلى الخارج”.

• أظهرت العديد من الدراسات أنّ أفران الميكروويف في حالة استخدامها بالشكل المخصص لها، لا تؤثر على المحتوى الغذائي للأطعمة بشكل مختلف عن التدفئة التقليدية.

• إذا تم تسخين السوائل المتجانسة في فرن ميكروويف في وعاء بسطح أملس، يتم تسخينها بشدة ويمكن أن تصل إلى درجات حرارة أعلى من نقطة الغليان العادية ولكن بدون تكوين فقاعات من البخار داخل السائل.

• يعمل فرن الميكروويف على مبدأ التسخين العازل.

• قبل أن تُعرف أفران الميكروويف بهذا الاسم كانت تسمّى الأفران الإلكترونية.

• حجرة الطهي (الصندوق المعدني حيث يتم وضع الطعام وتعريضه لأفران الميكروويف)، تشبه قفص فاراداي وتمنع الأمواج من الهروب من الفرن.

المعلومات الإضافية حول بيرسي سبنسر

• ولد في 9 يوليو 1894 في ولاية مين الأمريكية.

• درس الهندسة الكهربائية في جامعة ماساتشوستس للتكنولوجيا.

• عمل في شركة رايثيون، وهي شركة تصنيع الإلكترونيات، لأكثر من 30 عامًا.

• حصل على العديد من الجوائز والأوسمة تقديرًا لاختراعاته.

• يُعتبر من أهم المخترعين في القرن العشرين.