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很多人對微(wei)波(bo)爐(lu)的了解并不(bu)夠，只要(yao)是食(shi)(shi)物，就喜(xi)歡用微(wei)波(bo)爐(lu)“叮"一下，導致頻頻“翻車"。為什(shen)么(me)微(wei)波(bo)爐(lu)不(bu)能(neng)加熱雞蛋？放(fang)進微(wei)波(bo)爐(lu)加熱的食(shi)(shi)物為什(shen)么(me)不(bu)能(neng)用金屬器皿來盛？要(yao)了解這些(xie)，我(wo)們需要(yao)先(xian)知道微(wei)波(bo)爐(lu)加熱食(shi)(shi)物的原理。
疫情(qing)宅家的(de)日(ri)子，微(wei)波爐(lu)成了很多人解決吃(chi)飯問(wen)題(ti)的(de)好幫手。然而，很多人對微(wei)波爐(lu)的(de)了解并不夠，只要(yao)是食物(wu)，就(jiu)喜歡(huan)用微(wei)波爐(lu)“叮(ding)"一下，導致頻(pin)(pin)頻(pin)(pin)“翻車(che)"。為(wei)什(shen)么微(wei)波爐(lu)不能加(jia)熱雞蛋？放(fang)進微(wei)波爐(lu)加(jia)熱的(de)食物(wu)為(wei)什(shen)么不能用金屬器(qi)皿來盛？要(yao)了解這(zhe)些(xie)，我們(men)需要(yao)先(xian)知(zhi)道微(wei)波爐(lu)加(jia)熱食物(wu)的(de)原理。
圖片來源：微博
微波爐是怎樣將食物加熱的？
微(wei)(wei)波(bo)爐加熱食(shi)(shi)物的(de)(de)(de)(de)原(yuan)理(li)是(shi)用微(wei)(wei)波(bo)輻射來(lai)加熱食(shi)(shi)物。微(wei)(wei)波(bo)和我們平(ping)時所見的(de)(de)(de)(de)光一樣(yang)，都是(shi)一種電磁(ci)波(bo)。微(wei)(wei)波(bo)專門指(zhi)的(de)(de)(de)(de)是(shi)波(bo)長在 1 毫米到 1 米之間(jian)的(de)(de)(de)(de)電磁(ci)波(bo)。可(ke)見光指(zhi)的(de)(de)(de)(de)是(shi)波(bo)長在 400 到 700 納米之間(jian)的(de)(de)(de)(de)電磁(ci)波(bo)。
一般的(de)(de)家用(yong)微(wei)波(bo)爐(lu)產生的(de)(de)微(wei)波(bo)的(de)(de)頻率是(shi) 2.45GHZ 左右(you)，波(bo)長在 12 厘米左右(you)。當用(yong)微(wei)波(bo)爐(lu)加(jia)熱食物(wu)的(de)(de)時候，食物(wu)的(de)(de)分(fen)子會吸(xi)收微(wei)波(bo)所攜(xie)帶的(de)(de)能量，吸(xi)收了能量的(de)(de)食物(wu)分(fen)子會發生振動(dong)，這(zhe)種振動(dong)在宏觀上的(de)(de)表現就是(shi)食物(wu)溫度的(de)(de)升高。
微波(bo)爐(lu)是利用(yong)微波(bo)來加(jia)熱食物的
更具體(ti)的說，微(wei)波(bo)爐采用(yong)(yong)的是(shi)介電加(jia)熱(re)。介電加(jia)熱(re)指(zhi)的是(shi)指(zhi)利用(yong)(yong)電磁(ci)輻射來加(jia)熱(re)介電質的一種方式，介電質是(shi)一種可被(bei)電極化的絕緣體(ti)。
比如說(shuo)，水(shui)就是一(yi)(yi)種(zhong)介(jie)電(dian)質(zhi)，一(yi)(yi)個水(shui)分子(zi)包含(han)兩個氫(qing)原(yuan)(yuan)子(zi)和一(yi)(yi)個氧原(yuan)(yuan)子(zi)。雖(sui)然水(shui)分子(zi)整體上是電(dian)中(zhong)性(xing)的，但是氧原(yuan)(yuan)子(zi)帶(dai)負電(dian)荷，而氫(qing)原(yuan)(yuan)子(zi)帶(dai)正(zheng)電(dian)，如下圖(tu)所示(shi)。水(shui)分子(zi)的這(zhe)種(zhong)性(xing)質(zhi)讓水(shui)成了一(yi)(yi)種(zhong)理(li)想的介(jie)電(dian)質(zhi)。
水分子示意圖
將把(ba)水分子(zi)(zi)(zi)置(zhi)入電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo)中，由于(yu)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo)中電(dian)(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)作用，水分子(zi)(zi)(zi)中的(de)(de)帶負電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)氧原(yuan)子(zi)(zi)(zi)會傾向于(yu)朝反(fan)著(zhu)電(dian)(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)方(fang)向位移(yi)，而氫原(yuan)子(zi)(zi)(zi)會朝著(zhu)電(dian)(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)方(fang)向移(yi)動。氧原(yuan)子(zi)(zi)(zi)和氫原(yuan)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)這(zhe)種位移(yi)是很小的(de)(de)，并不足(zu)以導電(dian)(dian)(dian)，這(zhe)種現(xian)象就叫做介電(dian)(dian)(dian)質(zhi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極化。
介電質的極化
當把(ba)水放入(ru)微波爐加熱時(shi)(shi)，微波爐發出的(de)(de)(de)微波的(de)(de)(de)電場不(bu)斷(duan)變換著方向，水分(fen)子的(de)(de)(de)氧原子和氫原子就不(bu)斷(duan)的(de)(de)(de)變換位置，這種位置的(de)(de)(de)變化可以(yi)理解(jie)成水分(fen)子的(de)(de)(de)振動。隨著時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)流(liu)逝(shi)，水中大多數(shu)分(fen)子都(dou)會產生這種振動，水溫就會變高。
另外(wai)，脂肪和糖也(ye)是(shi)電介(jie)質，但是(shi)它(ta)們(men)的(de)分(fen)子在(zai)電場中移動(dong)的(de)位置(zhi)比水(shui)小，因此加熱它(ta)們(men)需要(yao)更長的(de)時間(jian)。
微波爐加熱食品主要加熱的是(shi)食品里面的水分
有些人(ren)可能聽過這樣一種說法(fa)，說微波爐(lu)是從內(nei)到外加熱食物的(de)(de)，這種說法(fa)是正確的(de)(de)嗎？
對于一(yi)些(xie)有外(wai)殼的食(shi)物(wu)，情(qing)況(kuang)可能確實如此。比如說雞(ji)(ji)蛋(dan)(dan)，雞(ji)(ji)蛋(dan)(dan)內部(bu)是液體，是良好的介電質(zhi)，在微波爐(lu)內容易(yi)被加熱(re)，而雞(ji)(ji)蛋(dan)(dan)外(wai)殼，則(ze)被加熱(re)的很慢(man)。當把雞(ji)(ji)蛋(dan)(dan)放(fang)進微波爐(lu)加熱(re)時，雞(ji)(ji)蛋(dan)(dan)內部(bu)會首(shou)先熱(re)起來，內部(bu)的熱(re)量被外(wai)殼禁(jin)錮著(zhu)得不到釋放(fang)，當加熱(re)到一(yi)定程度時，雞(ji)(ji)蛋(dan)(dan)殼就會被撐破，雞(ji)(ji)蛋(dan)(dan)就會爆裂。
對于普通(tong)的食物(wu)，比如說(shuo)饅(man)頭，米(mi)飯，面(mian)包(bao)等等，它們(men)(men)內(nei)部的水(shui)分(fen)分(fen)布比較均勻，當放進微波爐(lu)時，它們(men)(men)都是被均勻加(jia)熱(re)的，并(bing)不(bu)是從內(nei)到外加(jia)熱(re)的。
了(le)解了(le)微波加熱的原理(li)，我們才能更好地(di)避開微波爐(lu)使用雷區。
微波爐不能用來加熱什么？
微波爐(lu)加(jia)(jia)熱(re)食物(wu)，主要是加(jia)(jia)熱(re)食物(wu)中的水分(fen)。一般來說(shuo)，如果一個食物(wu)特別干燥，是不宜使用微波爐(lu)來加(jia)(jia)熱(re)的。
例如，紙不(bu)能放入微波(bo)爐里(li)面加(jia)熱。這(zhe)些干燥的易燃物不(bu)是介電質(zhi)，它們不(bu)會吸收微波(bo)爐的熱量，所以(yi)會導致微波(bo)爐里(li)面的溫度(du)(du)越來越高，當高于一定溫度(du)(du)時，就會點燃這(zhe)些可燃物。
被微波爐燒掉的紙
另外(wai)，使用微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)(lu)加熱的(de)一個很(hen)重要的(de)原則(ze)是，不(bu)要把(ba)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)放入微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)(lu)。這(zhe)是因為用微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)(lu)加熱金(jin)屬(shu)(shu)(shu)時(shi)，微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)(lu)發出的(de)能(neng)量并不(bu)會被金(jin)屬(shu)(shu)(shu)吸收，而(er)是被金(jin)屬(shu)(shu)(shu)反射(she)，這(zhe)時(shi)微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)(lu)里面積聚的(de)能(neng)量會越(yue)來越(yue)多，當能(neng)量達(da)到一定程度時(shi)微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)(lu)甚至(zhi)會起(qi)火爆炸。
另外(wai)，正是由于金(jin)屬(shu)可以反射(she)微(wei)(wei)波(bo)，所以微(wei)(wei)波(bo)爐的四周和門都(dou)是用金(jin)屬(shu)做的，這樣可以有效地把微(wei)(wei)波(bo)限(xian)制(zhi)在微(wei)(wei)波(bo)爐內(nei)部，防止微(wei)(wei)波(bo)逸出，造成(cheng)安(an)全(quan)隱患。
廚房不愧也是“戰場"，微波爐的出現和軍工有關
你可(ke)能(neng)想(xiang)不到，廚房里的微(wei)波爐最(zui)開始竟(jing)是由一個軍(jun)工企(qi)業*制造(zao)出來的，這是怎么一回事(shi)呢？
這就要從微(wei)(wei)波爐(lu)里面產(chan)生(sheng)微(wei)(wei)波的(de)(de)裝置——磁控(kong)管(guan)說起。磁控(kong)管(guan)最初是給雷達使用的(de)(de)，用來探測飛機和。二戰結束以后，制(zhi)造(zao)磁控(kong)管(guan)的(de)(de)公司業(ye)績大不如前。一些磁控(kong)管(guan)制(zhi)造(zao)商，例如雷神公司（Raytheon Company），急(ji)切地想把該技術應用到(dao)新的(de)(de)領域(yu)來盈利。
二戰時期，科(ke)技(ji)界(jie)已經普遍知道(dao)無(wu)(wu)線電波能夠加(jia)熱介電材料(liao)，并且在(zai)工業和醫療環(huan)境中相當普遍地使用(yong)介電加(jia)熱技(ji)術(shu)。用(yong)無(wu)(wu)線電波加(jia)熱食物的(de)想法也已經出現(xian)。一(yi)些公司(si)和實驗室也一(yi)直在(zai)研究這種(zhong)技(ji)術(shu)，在(zai) 1933 年(nian)在(zai)芝加(jia)哥舉(ju)行的(de)世界(jie)博覽會上，西屋(wu)公司(si)更(geng)是(shi)展(zhan)示(shi)了一(yi)個 10 千瓦的(de)短波無(wu)(wu)線電發射(she)機，該發射(she)機可以在(zai)兩個金屬板之(zhi)間煮牛排和土豆。但是(shi)在(zai)二戰時期這種(zhong)現(xian)象(xiang)并沒有被深入的(de)研究。
雷(lei)神公司制(zhi)造的 Raydarange 微波爐(lu)
直到 1945 年(nian)，雷(lei)神公(gong)司(si)的工(gong)程師(shi)珀西(xi)·斯潘(pan)塞(sai)（Percy Spencer）在(zai)這個想法上前進了(le)一步。斯賓塞(sai)當時(shi)正在(zai)測試用于雷(lei)達裝備的微(wei)(wei)波輻射(she)器（磁(ci)控管）時(shi)，突(tu)然感覺西(xi)褲的口袋里(li)(li)有點(dian)不對勁，甚(shen)至聽到了(le)咝咝的聲音。斯賓塞(sai)停下手里(li)(li)的工(gong)作，結果發現是(shi)(shi)他口袋里(li)(li)裝的一塊巧克力融(rong)化了(le)。他猜可(ke)能是(shi)(shi)磁(ci)控管發射(she)的微(wei)(wei)波烤(kao)化了(le)巧克力，雖然這不是(shi)(shi)一種新的現象，但是(shi)(shi)斯賓塞(sai)決(jue)定用不同的食物去研究這種現象。
斯賓塞通過(guo)將(jiang)(jiang)磁控(kong)管(guan)發射器連接到封(feng)閉(bi)的(de)(de)金屬盒上，制造出了一臺真正的(de)(de)微波(bo)爐。然(ran)后，他(ta)將(jiang)(jiang)各(ge)種食品放入盒子(zi)中，同時(shi)觀察(cha)效果并監控(kong)溫度(du)。
后來雷(lei)神公司的管理層(ceng)得(de)知了(le)斯(si)賓塞的發明，馬(ma)上(shang)給這個發明申請了(le)，并(bing)于 1946 年推出了(le)*商(shang)用 Radarange 微(wei)波爐。
但這個(ge)時候的 Raydarange 是(shi)一(yi)個(ge)非常昂貴的設備(bei)，而且在工作時候必須不(bu)斷的用水進(jin)行(xing)冷卻，使用起來不(bu)是(shi)很方便，只能在餐(can)館進(jin)行(xing)使用，并(bing)不(bu)適合(he)普通的家庭。
Tappan RL-1 壁掛式微波爐
到 1955 年，雷(lei)神(shen)公(gong)司已開始許可其它公(gong)司使用其微波(bo)技術來制造微波(bo)爐。之后不(bu)久，Tappan 公(gong)司給消(xiao)費者設(she)計(ji)了第一臺(tai)實用的微波(bo)爐 Tappan RL-1。
Tappan RL-1 是壁(bi)掛式微(wei)波爐，售價高達(da) 1，295 美(mei)(mei)元（相當于今天的 11，000 美(mei)(mei)元），大(da)多(duo)數人根(gen)本負擔不起。十年后(hou)，雷神公司收購了 Amana Refrigeration 公司，之后(hou)于 1967 年開始以 495 美(mei)(mei)元出售 Amana Radarange 微(wei)波爐。隨(sui)著技(ji)術的進步，微(wei)波爐的價格也越(yue)來越(yue)便(bian)宜。
在 80 年(nian)代(dai)，微波爐在美國(guo)(guo)家(jia)庭變得越來越普(pu)遍。這個(ge)時(shi)候微波爐也開始走進(jin)中(zhong)國(guo)(guo)家(jia)庭的廚房，隨(sui)著中(zhong)國(guo)(guo)企業的進(jin)一步參與，微波爐也很快在中(zhong)國(guo)(guo)實現了普(pu)及。
1967 年(nian)的 Amana Radarange 微(wei)波爐，和現在的微(wei)波爐已經十分相像了
軍的技術也可以轉換為民(min)用技術，造(zao)福于普通的民(min)眾，類(lei)似的發展還有雷達，核(he)能(neng)等。
軍磁控管變身民用微波(bo)爐，這么厲害的(de)廚具可不止(zhi)熱剩菜(cai)飯的(de)功能哦。
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