사이언스

sns포함 로고

사이언스 4월 과학의 달 로고

로고 페이스북 유튜브 네이버tv 네이버포스트 네이버밴드 카카오tv
사이언스 투데이
과학본색 사이언스 매거진 내 몸 보고서 생각 연구소 줌 인 피플 궁금한S

어쩌다 발견…우리집 주방 필수품 전자레인지

[앵커]
과학에 대한 모든 궁금증을 풀어주는 <궁금한 S> 시간입니다.

일상생활에서 느꼈던 과학의 궁금증과 호기심을 과학 유튜버가 쉽게 설명해주는데요.

바쁜 현대인들에게 전자레인지는 정말 편리한 존재인데요? 그렇다면 전자레인지는 어떤 원리로 작동되고, 어떻게 만들어졌을까요?

지금 바로 만나보시죠.

[이효종]
안녕하세요! 과학의 모든 궁금증을 해결하는 궁금한 S의 이효종입니다.

궁금한 S와 함께할 오늘의 이야기 만나볼게요.

어느 주방에서나 볼 수 있는 전자레인지는 참 편리한 가전제품인데요.

간단한 음식을 순식간에 만들 수 있고, 다른 일을 하면서도 사용하기 쉬워서, 많은 사람이 이용하고 있죠.

그렇다면 전자레인지는 어떤 원리로 작동되는 걸까요?

이 전자레인지는 우리가 이미 알고 있는 전자기파 스펙트럼 중 라디오파보다는 에너지가 크고, 적외선보다는 에너지가 작은 영역에 존재하는 전자기파인 마이크로파를 이용한 기계입니다.

극초단파 또는 마이크로파로 불리는 이 영역의 전자기파는 파장이 대략 1mm 근처인 원적외선보다 더 긴데요.

전파 망원경에서 사용되는 W 밴드로 시작해 길게는 약 1.4m 정도의 파장을 가지는 군용 항공기의 무선 통신으로 사용되는 G 밴드 사이에 있는 모든 전자기파를 지칭합니다.

이 영역 대의 전자기파는 진동수, 다시 말해 주파수가 낮기 때문에 기술적으로 여타 다른 전자기파들보다 비교적 간편하게 만들 수 있습니다.

그래서 주로 위성 TV 방송, 모바일 폰, 군용 통신 레이더, 전파 망원경 등 정보 전달 매개체로 이용되고 있죠.

제2차 세계대전 당시, 미국의 공학자였던 퍼시 스펜서는 ‘레이시온’사에서 레이더에 꼭 필요한 부품인 마그네트론으로 실험을 하고 있었어요.

마그네트론이란 주파수가 매우 높은 전자파인 ‘마이크로파’를 내는 데 쓰이는 원통형 관인데요. 그러다가 우연한 발견을 하게 되었습니다.

스펜서는 마그네트론에 옆에서 잠시 휴식을 취하고 있었는데요. 몇 분 후, 주머니에서 이상한 느낌을 받고 정신을 차렸다고 합니다.

간식을 먹으려고 주머니에 넣어두었던 초콜릿 바가 녹아내린 것이었는데요. 덥지도 않았던 실험실이었는데, 어떻게 이게 가능한 것이었을까요?

그래서 스펜서는 마그네트론이 일으키는 전자기파에 특별한 비밀이 숨겨져 있다고 생각했습니다.

자기 생각을 검증하기 위해, 스펜서는 곧바로 실험을 진행했습니다.

첫 번째 실험 대상으로 옥수수 알갱이를 골랐는데요.

마그네트론 옆에 옥수수 알갱이를 올려놓았더니, 곧 옥수수 알갱이가 ‘팝’ 소리를 내며 팝콘이 되었습니다.

이번에는 달걀에 전자기파를 쬐어보니까, 이번에는 달걀이 뻥 소리와 함께 폭발했습니다.

이후 여러 번의 실험 끝에 결국, 마그네트론에서 발생하는 극초단파가 어떠한 이유에서인지 수분 온도를 증가시킨다는 것을 발견하게 되며 이 아이디어를 이용해 식품을 누구나 쉽고 빠르게 데워 먹을 방법을 구현하기 위해 연구를 진행하게 되죠.

레이시온 사장은 그의 발명에 크게 기뻐하며, 이 기술을 요리에 본격적으로 적용해 보기로 했는데요. 미국 보스턴의 한 레스토랑에 이 기계를 설치해 다양한 실험을 했고, 1947년 마침내 첫 번째 전자레인지인 ‘레이더 레인지’를 출시하게 됩니다.

이 최초의 레이더 레인지는 높이가 1.8m고, 무게가 340kg으로 크기가 아주 컸는데요. 게다가 가격도 5,000달러, 한화로 환산하면 5,500만 원 정도로 판매되었다고 합니다.

이렇게 비싼 가격 때문에 일반 가정집에서는 쓸 수 없었는데요. 하지만 냉동식품을 빨리 해동할 수 있다는 장점 때문에 레스토랑이나 항공사에서는 관심을 보였다고 합니다.

이후 기술이 계속 발달하면서 비로소 1967년, 싱크대에 놓을 수 있는 수준으로 크기가 작아지게 되었고, 가격 또한 합리적으로 줄어들게 되면서 '주방 가전' 하면 없어서는 안 될 생필품이 되었습니다.

그렇다면 전자레인지는 어떻게 음식물을 데울 수 있을까요?

바로 전자레인지 원리 중 하나인 유전가열입니다!

전자레인지에 음식물을 넣고 시작 버튼을 누르면 마그네트론에서 극초단파의 전자파를 발생시키는데요. 이 전자파는 음식물을 놓아둔 도자기나 유리, 종이 등에 영향을 받지 않고 통과한 뒤 음식물의 수분과 지방, 당과 같은 분자에 흡수됩니다.

이 과정에서 분자들이 회전하면서 서로 밀고 당기거나 충돌하게 되고 운동에너지가 발생하면서 음식물이 데워지는 거죠.

이러한 우연한 발견 덕분에 전자레인지는 현대인의 필수품이 될 수 있었습니다.

과학사에서 이러한 발견은 심심치 않게 나타나는데요.

이렇게 과학사의 의도와는 다르게 우연히 발견한 사례를 찾아보는 것도 과학을 즐기는 방법이겠죠?

그럼 궁금한 S는 이만 인사드릴게요~

과학에 대한 궁금증이 있다면 언제든 사이언스 투데이 페이스북에 댓글을 남겨주세요. 이상 궁금한 S였습니다!
  1.  13:50미래로 가자 고졸취업왕 <7회...
  2.  14:00세계를 놀라게 한 날씨 TOP10...
  3.  15:00상상, 현실이 되다 : 4차 산...
  1.  [종료] YTN사이언스 연말·신년특집 프...
  2. [종료] YTN사이언스 구매 프로그램 공모