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很多人對微(wei)波(bo)爐的(de)(de)了(le)解(jie)并不(bu)夠，只要(yao)是食(shi)物(wu)，就喜歡用微(wei)波(bo)爐“叮"一下，導致頻頻“翻車(che)"。為什(shen)么微(wei)波(bo)爐不(bu)能加熱雞蛋？放進微(wei)波(bo)爐加熱的(de)(de)食(shi)物(wu)為什(shen)么不(bu)能用金屬器皿來盛？要(yao)了(le)解(jie)這些，我們需要(yao)先知(zhi)道微(wei)波(bo)爐加熱食(shi)物(wu)的(de)(de)原理。
疫情宅(zhai)家的(de)日子，微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)成了很(hen)多(duo)人解(jie)決(jue)吃(chi)飯問題的(de)好幫手。然(ran)而，很(hen)多(duo)人對微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)的(de)了解(jie)并不夠，只要是食(shi)(shi)物(wu)，就(jiu)喜歡用微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)“叮"一下，導致頻(pin)頻(pin)“翻車"。為什(shen)么(me)微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)不能加(jia)(jia)熱(re)(re)雞(ji)蛋？放進微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)加(jia)(jia)熱(re)(re)的(de)食(shi)(shi)物(wu)為什(shen)么(me)不能用金屬器(qi)皿來盛？要了解(jie)這些，我(wo)們需(xu)要先知道(dao)微(wei)(wei)波(bo)爐(lu)加(jia)(jia)熱(re)(re)食(shi)(shi)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)波(bo)(bo)(bo)爐(lu)加(jia)(jia)熱食(shi)物的(de)原理(li)是用微(wei)波(bo)(bo)(bo)輻射來加(jia)(jia)熱食(shi)物。微(wei)波(bo)(bo)(bo)和我們平時所見(jian)的(de)光一(yi)樣，都(dou)是一(yi)種電(dian)磁(ci)波(bo)(bo)(bo)。微(wei)波(bo)(bo)(bo)專門指(zhi)的(de)是波(bo)(bo)(bo)長(chang)在 1 毫米到 1 米之間的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)(bo)(bo)。可見(jian)光指(zhi)的(de)是波(bo)(bo)(bo)長(chang)在 400 到 700 納米之間的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)(bo)(bo)。
一(yi)般的(de)家用微波爐產生的(de)微波的(de)頻率是 2.45GHZ 左右(you)，波長(chang)在(zai) 12 厘米左右(you)。當用微波爐加熱食(shi)物(wu)的(de)時(shi)候，食(shi)物(wu)的(de)分子會(hui)吸收(shou)微波所(suo)攜帶的(de)能量，吸收(shou)了能量的(de)食(shi)物(wu)分子會(hui)發生振動，這種振動在(zai)宏觀上的(de)表現就是食(shi)物(wu)溫度的(de)升高。
微波爐是利(li)用(yong)微波來加熱食物的(de)
更具體的(de)說，微波爐采用的(de)是(shi)介電(dian)加熱(re)(re)。介電(dian)加熱(re)(re)指的(de)是(shi)指利用電(dian)磁輻射來加熱(re)(re)介電(dian)質(zhi)(zhi)的(de)一種(zhong)方式，介電(dian)質(zhi)(zhi)是(shi)一種(zhong)可被電(dian)極化的(de)絕緣體。
比如(ru)說，水(shui)(shui)就(jiu)是(shi)一(yi)(yi)種介電質，一(yi)(yi)個(ge)水(shui)(shui)分(fen)子包含兩(liang)個(ge)氫原(yuan)(yuan)(yuan)子和一(yi)(yi)個(ge)氧原(yuan)(yuan)(yuan)子。雖(sui)然水(shui)(shui)分(fen)子整體(ti)上是(shi)電中性的(de)(de)，但是(shi)氧原(yuan)(yuan)(yuan)子帶負(fu)電荷(he)，而氫原(yuan)(yuan)(yuan)子帶正(zheng)電，如(ru)下圖所示(shi)。水(shui)(shui)分(fen)子的(de)(de)這種性質讓(rang)水(shui)(shui)成了一(yi)(yi)種理想(xiang)的(de)(de)介電質。
水分子示意圖
將把水分子(zi)置入電(dian)(dian)(dian)(dian)磁波中，由于電(dian)(dian)(dian)(dian)磁波中電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)的作用，水分子(zi)中的帶負(fu)電(dian)(dian)(dian)(dian)的氧原子(zi)會(hui)傾向(xiang)(xiang)于朝(chao)反著電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)的方向(xiang)(xiang)位(wei)移，而氫原子(zi)會(hui)朝(chao)著電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)的方向(xiang)(xiang)移動。氧原子(zi)和(he)氫原子(zi)的這(zhe)種位(wei)移是(shi)很小的，并不(bu)足以導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)，這(zhe)種現象就叫做介電(dian)(dian)(dian)(dian)質的電(dian)(dian)(dian)(dian)極化(hua)。
介電質的極化
當(dang)把水(shui)(shui)(shui)放入微(wei)波(bo)爐(lu)加熱時(shi)，微(wei)波(bo)爐(lu)發出的(de)(de)微(wei)波(bo)的(de)(de)電(dian)場不(bu)斷變換著(zhu)方(fang)向，水(shui)(shui)(shui)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)氧原子(zi)(zi)和氫原子(zi)(zi)就(jiu)不(bu)斷的(de)(de)變換位置，這種位置的(de)(de)變化可以理(li)解(jie)成水(shui)(shui)(shui)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)振(zhen)動。隨著(zhu)時(shi)間(jian)的(de)(de)流逝(shi)，水(shui)(shui)(shui)中(zhong)大(da)多數分(fen)子(zi)(zi)都會產生(sheng)這種振(zhen)動，水(shui)(shui)(shui)溫就(jiu)會變高。
另外，脂肪和糖也是電介質，但是它們的分子在電場中移動的位(wei)置比水(shui)小，因此(ci)加熱它們需要更長的時間。
微波爐加(jia)熱(re)食品主要加(jia)熱(re)的(de)是食品里(li)面的(de)水分
有些人可能聽過這樣一種說法，說微波爐是從(cong)內到外(wai)加熱食物的(de)，這種說法是正確的(de)嗎？
對于一(yi)些有外(wai)殼(ke)(ke)的(de)(de)食物，情況可(ke)能確實如(ru)此。比如(ru)說雞蛋(dan)，雞蛋(dan)內部是液(ye)體，是良(liang)好的(de)(de)介(jie)電(dian)質，在微(wei)波爐內容易(yi)被(bei)加(jia)(jia)熱(re)(re)，而雞蛋(dan)外(wai)殼(ke)(ke)，則被(bei)加(jia)(jia)熱(re)(re)的(de)(de)很慢。當把(ba)雞蛋(dan)放進微(wei)波爐加(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)，雞蛋(dan)內部會首先(xian)熱(re)(re)起(qi)來，內部的(de)(de)熱(re)(re)量被(bei)外(wai)殼(ke)(ke)禁錮著得不到釋放，當加(jia)(jia)熱(re)(re)到一(yi)定程度時(shi)，雞蛋(dan)殼(ke)(ke)就(jiu)會被(bei)撐破，雞蛋(dan)就(jiu)會爆裂。
對于(yu)普通的(de)食物，比如說饅頭，米(mi)飯(fan)，面包等等，它(ta)們內(nei)部的(de)水(shui)分分布比較(jiao)均勻，當放進微(wei)波爐(lu)時，它(ta)們都是被均勻加(jia)熱的(de)，并(bing)不是從內(nei)到(dao)外加(jia)熱的(de)。
了解了微(wei)波(bo)加(jia)熱的原理，我們才能更好(hao)地避開微(wei)波(bo)爐使用雷(lei)區。
微波爐不能用來加熱什么？
微波爐加熱(re)(re)食物(wu)，主要是加熱(re)(re)食物(wu)中的(de)水分。一般來說，如(ru)果一個食物(wu)特(te)別干燥，是不(bu)宜使(shi)用微波爐來加熱(re)(re)的(de)。
例如，紙(zhi)不(bu)(bu)能放入微(wei)波(bo)爐(lu)里面(mian)加(jia)熱(re)。這些(xie)干燥的易燃(ran)物不(bu)(bu)是介電質，它們不(bu)(bu)會(hui)吸收微(wei)波(bo)爐(lu)的熱(re)量，所以(yi)會(hui)導致(zhi)微(wei)波(bo)爐(lu)里面(mian)的溫度越來越高，當高于一定溫度時，就會(hui)點燃(ran)這些(xie)可燃(ran)物。
被微波爐燒掉的紙
另外，使用微(wei)波爐加熱的(de)(de)一個(ge)很重要的(de)(de)原則(ze)是，不要把金(jin)屬(shu)放(fang)入(ru)微(wei)波爐。這是因為用微(wei)波爐加熱金(jin)屬(shu)時(shi)，微(wei)波爐發出的(de)(de)能量(liang)并不會被金(jin)屬(shu)吸(xi)收，而是被金(jin)屬(shu)反(fan)射，這時(shi)微(wei)波爐里面積聚的(de)(de)能量(liang)會越(yue)來越(yue)多，當能量(liang)達到一定程度時(shi)微(wei)波爐甚至會起火(huo)爆炸。
另外，正是由于金(jin)屬可以(yi)反(fan)射微波，所以(yi)微波爐(lu)的(de)(de)四周(zhou)和門都是用金(jin)屬做的(de)(de)，這樣(yang)可以(yi)有效地(di)把(ba)微波限(xian)制在(zai)微波爐(lu)內(nei)部(bu)，防止微波逸出，造成安(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(ni)可能想不到，廚房里的微(wei)波爐最開始竟是(shi)由一個軍(jun)工(gong)企業*制(zhi)造(zao)出來的，這是(shi)怎(zen)么一回事呢？
這(zhe)就要從微波爐里面產生微波的裝置——磁(ci)控(kong)(kong)管(guan)說起。磁(ci)控(kong)(kong)管(guan)最初是(shi)給雷(lei)達使(shi)用的，用來(lai)探測飛機和。二戰結束以后，制(zhi)造磁(ci)控(kong)(kong)管(guan)的公司(si)業績大(da)不(bu)如前(qian)。一些磁(ci)控(kong)(kong)管(guan)制(zhi)造商，例如雷(lei)神(shen)公司(si)（Raytheon Company），急(ji)切地想(xiang)把該(gai)技術(shu)應用到新的領域來(lai)盈利。
二(er)戰(zhan)時(shi)期(qi)，科(ke)技界已(yi)經(jing)普(pu)遍知(zhi)道(dao)無(wu)線電(dian)(dian)波(bo)能夠加(jia)熱(re)介電(dian)(dian)材料，并(bing)且在(zai)工業和(he)(he)醫療(liao)環境中相當普(pu)遍地使用介電(dian)(dian)加(jia)熱(re)技術。用無(wu)線電(dian)(dian)波(bo)加(jia)熱(re)食物的(de)想法(fa)也已(yi)經(jing)出現。一些公(gong)司(si)和(he)(he)實(shi)驗室也一直在(zai)研究(jiu)這種技術，在(zai) 1933 年在(zai)芝加(jia)哥(ge)舉行的(de)世界博覽會上，西屋公(gong)司(si)更是展示了一個 10 千瓦的(de)短波(bo)無(wu)線電(dian)(dian)發(fa)射機，該發(fa)射機可以在(zai)兩個金屬板之間(jian)煮牛排和(he)(he)土豆。但是在(zai)二(er)戰(zhan)時(shi)期(qi)這種現象并(bing)沒(mei)有被深(shen)入的(de)研究(jiu)。
雷神公(gong)司制造的(de) Raydarange 微波爐
直到 1945 年，雷神公司的(de)(de)(de)(de)工程師珀西·斯(si)潘塞(sai)(sai)（Percy Spencer）在這個想法上(shang)前進了一步。斯(si)賓塞(sai)(sai)當時正在測試用(yong)于雷達裝備的(de)(de)(de)(de)微波(bo)輻射器（磁(ci)控管(guan)）時，突然感覺西褲的(de)(de)(de)(de)口袋里(li)有(you)點(dian)不對勁，甚(shen)至聽(ting)到了咝咝的(de)(de)(de)(de)聲音。斯(si)賓塞(sai)(sai)停下手里(li)的(de)(de)(de)(de)工作，結果(guo)發現(xian)是他口袋里(li)裝的(de)(de)(de)(de)一塊巧(qiao)克力融化(hua)了。他猜(cai)可能是磁(ci)控管(guan)發射的(de)(de)(de)(de)微波(bo)烤化(hua)了巧(qiao)克力，雖(sui)然這不是一種(zhong)新的(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)，但是斯(si)賓塞(sai)(sai)決定用(yong)不同的(de)(de)(de)(de)食物去(qu)研(yan)究(jiu)這種(zhong)現(xian)象(xiang)。
斯賓(bin)塞通(tong)過(guo)將磁(ci)控管發射(she)器連接到封閉的金屬盒上(shang)，制造出了一臺真(zhen)正的微(wei)波爐。然后(hou)，他將各(ge)種食品放入盒子中，同時(shi)觀察(cha)效果并(bing)監控溫度。
后(hou)來雷神公司(si)的管(guan)理層得知了(le)斯(si)賓塞的發明，馬上給這個發明申請了(le)，并(bing)于 1946 年推出了(le)*商用 Radarange 微波爐(lu)。
但這個時候的 Raydarange 是(shi)一個非常昂(ang)貴的設備，而且在工作時候必(bi)須不(bu)斷的用(yong)水進行(xing)冷(leng)卻(que)，使(shi)用(yong)起(qi)來不(bu)是(shi)很方(fang)便，只(zhi)能在餐館進行(xing)使(shi)用(yong)，并不(bu)適合普通(tong)的家庭。
Tappan RL-1 壁掛式微(wei)波爐(lu)
到 1955 年(nian)，雷神公司(si)已開始(shi)許(xu)可其它公司(si)使(shi)用其微(wei)波技術來制(zhi)造微(wei)波爐。之后不久，Tappan 公司(si)給消費者設計了第一臺實用的微(wei)波爐 Tappan RL-1。
Tappan RL-1 是壁(bi)掛(gua)式(shi)微(wei)波爐，售價高達 1，295 美元(yuan)（相當于今天的 11，000 美元(yuan)），大多數人根(gen)本(ben)負擔不起。十年(nian)后，雷神公司(si)收購了 Amana Refrigeration 公司(si)，之后于 1967 年(nian)開始(shi)以 495 美元(yuan)出售 Amana Radarange 微(wei)波爐。隨(sui)著技術的進步(bu)，微(wei)波爐的價格也越來越便宜。
在(zai)(zai) 80 年代，微(wei)(wei)波爐(lu)在(zai)(zai)美國(guo)家庭(ting)(ting)變得(de)越(yue)來越(yue)普遍(bian)。這個時候微(wei)(wei)波爐(lu)也(ye)開(kai)始(shi)走進中國(guo)家庭(ting)(ting)的(de)廚房，隨著中國(guo)企(qi)業(ye)的(de)進一步參與，微(wei)(wei)波爐(lu)也(ye)很快(kuai)在(zai)(zai)中國(guo)實(shi)現了普及(ji)。
1967 年的 Amana Radarange 微波爐，和現在的微波爐已(yi)經十分相像了
軍(jun)的(de)技(ji)術(shu)也可以轉(zhuan)換為民(min)用技(ji)術(shu)，造福(fu)于普通的(de)民(min)眾，類(lei)似(si)的(de)發展(zhan)還有雷(lei)達(da)，核能(neng)等。
軍磁控管變身民(min)用微波爐，這么(me)厲害的廚(chu)具可不止(zhi)熱剩菜飯的功能哦。
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