電子レンジで食べ物が温まるのはなぜ？しくみをわかりやすく解説
電子レンジで食べ物が温まるのは、庫内で発生させたマイクロ波という電波が食品に吸収され、そのエネルギーが熱に変わるからです。特に食品に含まれる水分子はマイクロ波に反応して激しく動き、その結果、食品自体が発熱します。ガス火やオーブンのように外側から順番に熱を伝えるのとは違う加熱方法です。
電子レンジの熱源は「マイクロ波」という電波
日本電機工業会によると、電子レンジはマグネトロンから周波数2,450MHzの電波を出し、その電波を食品に当てて加熱します。2,450MHzは、1秒間に24億5千万回も電気の向きが入れ替わる速さです。
この電波は食品に吸収されると、そのエネルギーが熱へ変わります。火や赤く熱したヒーターを使っているわけではありません。
水分子が動いて食品が発熱する
水の分子には、プラス寄りの部分とマイナス寄りの部分があります。NGKサイエンスサイトでは、電子レンジのマイクロ波の向きが次々に変わると、水分子もそれに合わせて激しく動き、その動きによって熱が生まれると説明しています。
食品の多くには水分が含まれているため、マイクロ波を吸収して食品そのものが温まります。日本電機工業会も、電波が食品中の水の分子などを振動させ、電波のエネルギーが熱エネルギーに変わるとしています。
器より中の食べ物が先に温まりやすいのはなぜ？
電子レンジの電波は、水分を含む食品には吸収されやすい一方、陶器やガラスなどは通り抜けやすい性質があります。そのため、電子レンジでは容器そのものより、中にある食品へ直接エネルギーが届きやすくなります。
ただし、加熱後の皿やカップが熱くなることはあります。温まった食品から容器へ熱が伝わるためです。取り出すときは、容器も熱くなっているものとして扱うと安心です。
温めムラを減らすために回転させている
電子レンジには、食品へできるだけ均等に電波を届ける工夫があります。日本電機工業会では、ターンテーブル式は食品を回転させ、フラットテーブル式はアンテナを回転させて電波を広げることで、加熱ムラを少なくしていると説明しています。
つまり、ターンテーブルが回るのは見た目のためではなく、食品の一部だけが強く加熱されるのを減らすためです。フラットテーブル式では、食品の代わりに内部のアンテナ側を回して同じ役割を持たせています。
氷は水ほど温まりやすくない
水と氷では、電子レンジでの温まり方も同じではありません。NGKサイエンスサイトでは、液体の水分子はマイクロ波に合わせて動きやすい一方、氷では水分子どうしが強く結び付いていて動きにくいため、温まりにくいと説明しています。
冷凍食品を解凍すると、場所によって溶け方に差が出ることがあります。これは、すでに溶けて水になった部分と、まだ氷のままの部分ではマイクロ波への反応のしかたが違うことも関係しています。
金属と陶器・ガラスでは電波への反応が違う
日本電機工業会によると、電子レンジの電波は陶器やガラスを通り抜けやすい一方、金属には反射します。そのため、電子レンジで使える容器には向き不向きがあります。
容器を選ぶときは、自己判断で材質を決めず、「電子レンジ使用可」の表示や電子レンジ本体の取扱説明書を確認してください。
まとめ
電子レンジは、2,450MHzのマイクロ波を食品に当て、食品中の水分子などを動かして電波のエネルギーを熱に変えています。そのため、火で外から温める方法とは違い、食品自体が発熱します。陶器やガラスは電波を通しやすく、金属は反射するなど、材料によってマイクロ波への反応が違うことも電子レンジの特徴です。