微波炉使用指南:科学解析微波炉的原理与安全使用

作者: Mirror

来源: 把科学带回家

发布日期: 2020-11-17

本文详细介绍了微波炉的发明历史、工作原理以及安全使用指南,包括微波炉为何不能加热金属、两颗葡萄在微波炉中会产生火花的原因等科学知识。

每天中午,带饭的打工人们就开始聚在微波炉前热饭。在等待时间里,小编想到了一系列有关微波炉的问题:微波炉这么方便的东西是怎么发明出来的?用微波炉加热食物为什么会里面先热?微波炉为什么不能加热金属?两颗葡萄在微波炉里为什么会擦出火花?怎么还没轮到我?于是就有了这期文章。

上世纪早期的某天,美国工程师珀西·斯宾塞在研究他的军用雷达装置时,发现口袋里的巧克力莫名其妙地融化了。这激起了斯宾塞的兴趣,排除其他因素后,他想到这可能是雷达在“捣蛋”,于是和几个同事开始拿军用设备,搞起了烹饪实验。最先献身微波加热实验的食物是玉米粒,它们成了世界上第一份微波爆米花。后来斯宾塞专门设计了一个金属箱,把磁控管安在里面,让电磁场更加集中可控,也不会泄露出去,这就是最早的微波炉原型。

和烤箱不同的是,用微波炉加热的食物,经常外面还是凉的,里面却先热了,微波就算是能穿透食物,也应该里里外外一起热,为什么会内部优先?要理解这一点,我们得先摸清微波本身的性质。水分子这么积极,食物含水量高的部分自然热得更快。很多食物外干内湿,或者表层水分流失得多,才会内部先热,再向外传导。如果成分均一,内外就会差不多热。

打开微波炉说明书,上面一定会有不能加热金属的警示。然而,令人疑惑的是,微波炉里本来就有金属结构,最明显的就是微波炉门上的金属网。金属内部有许多能自由移动的电子,它们在变化的电磁场中会重新分布。当电势差积累到一定程度,就可能像夏天的积雨云那样,产生闪电。

不可思议的是,两颗葡萄在微波炉里也会“擦出”火花,甚至比金属更剧烈(危险,请勿模仿)。只用一颗葡萄,或者换成其他浆果都不行。这一现象在早些年前就受到了热议,但没有人给出合理解释,直到去年,一个科研团队才解开了这个谜团。让葡萄擦出火花的是一种叫做米氏共振的现象。

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