В 1912 г. швейцарский физик Генрих Грайнахер изучал способы измерения массы электрона. Ему не удалось измерить массу электрона из-за проблем с получением достаточного высокого вакуума в лампе. Однако в ходе своих работ ему удалось разработать магнетрон и дать описание математической модели движения электронов в скрещенных электрических и магнитных поля.
Спустя почти 10 лет, американец Альберт Халл использовал его данные при попытках обойти патенты “Western Electric” на электровакуумный триод. Он создал лампы, управляющие током посредством изменения соотношения магнитных и электрических полей. В 1921 г. он предложил термин «магнетрон», опубликовал несколько статей об их устройстве и получил патенты. Магнетрон Халла не был предназначен для получения высокочастотных электромагнитных волн.
В последующие годы история основного компонента любой микроволновой печи развивалась стремительно:
- в 1924 г. чехословацкий физик А. Жачек и немецкий физик Эрих Хабан независимо друг от друга обнаружили возможность генерации магнетроном дециметровых волн (на частотах 100 МГц – 1 ГГц);
- действующие магнетронные генераторы были созданы независимо и почти одновременно в трех странах: в Чехословакии (А.Жачек, 1924 г.), в СССР (А. А. Слуцкин и Д. С. Штейнберг, 1925 г.), в Японии (Окабе и Яги, 1927 г.);
- в 1935 г. французский ученый Морис Понт с сотрудниками из парижской фирмы «КСФ» создали электронную лампу с вольфрамовым катодом, окруженным резонаторными анодными сегментами. Она была предшественницей магнетронов с резонаторными камерами;
- в 1936 – 1939 гг. советские ученые Н.Ф.Алексеев и Д.Д.Маляров разработали конструкцию многорезонаторного магнетрона, обеспечивающего 300-Вт выходную мощность на волне 10 сантиметров;
- в 1940 г. британские физики Джон Рэндалл и Гарри Бут изобрели резонансный магнетрон;
- в 1949 г. в США инженерами Д. Уилбуром и Ф. Питерсом были разработаны методы изменения частоты магнетрона с помощью управления напряжением (прибор получил название “митрон” — mitron).
- начиная с 1960-х г. магнетроны получили применение в СВЧ-печах для домашнего использования.
В наше время магнетроны используются в армии в радарных устройствах, в которых он управляется короткими высокоинтенсивными импульсами подаваемого напряжения, в результате чего в пространство излучается короткий импульс микроволновой энергии. Небольшая порция этой энергии отражается от объекта радиолокации обратно к антенне и попадает на чувствительный приемник. Отраженный объект становится виден на радарной карте.
В гражданских целях магнетрон применяется в СВЧ-печах, в которых излучение попадает непосредственно в камеру для приготовления пищи, в результате чего происходит нагрев пищи.
Крайне важно, чтобы во время работы микроволновой печи в ней находились продукты, иначе, так называемая “стоячая волна”, отразившись от пустых стенок камеры, вернется обратно в магнетрон. Эта волна может вызвать электрический пробой воздуха и искрение. Длительное искрение может повредить магнетрон. Если в микроволновой печи готовится небольшое количество пищи, для предотвращения искрения рекомендуется поставить в камеру также стакан с водой для поглощения микроволн.