在生活中，我们经常会用到微波炉来加热食品，比如天冷的时候想喝热牛奶，很多人就会用微波炉把现有的牛奶加热一下，从而让牛奶变得更温暖、更香醇。 除了牛奶以外，微波炉更多的应用可能就是加热饭菜。在各种便利店里，我们都能找到微波炉的身影。把买到的食物放到微波炉里加热，方便快捷。 图片来源：网络 微波炉的加热功能非常强大，短短几十秒甚至几秒钟就可以把食品加热到适合我们食用的温度，比用锅煮还要快。那么，微波炉到底是如何加热食物的呢？ 一、 什么是微波？ 微波是电磁波的一种，它的传播速度跟光速一样，当然，同样也沿直线传播。此外，微波还具有穿透（如玻璃）、吸收（如水、食物）和反射（如金属）的特性，当它经过不同的物质时便会展现出不同的特性。 从下图可以看到，在电磁波中，微波的波长其实是属于相对较大的，它的波长在1毫米以上（小于1米），而我们的可见光（红橙黄绿青蓝紫）的波长是在380纳米到760纳米之间，相差了一千倍以上，所以微波的波长并不“微”。 这是因为在20世纪初，人们通常使用天线来产生电磁波，而那个时候产生的无线电波的波长是几米到几十米级别的，所以相比之下，能够发出毫米级的电磁波就被称为是微波（microwave）了。 图片来源：网络 微波的应用很广泛，除了用来加热以外，它在雷达、点对点交流、卫星通讯等方面也发挥着重要的作用。 二、 微波为什么能加热？ 其实物质在接受外界能量输入时，如受到辐射，其内部的原子和分子的能量也会升高，这其中有的表现为动能的增加，有的表现为势能的增加。原子和分子动能的增加表现为温度的上升，所以说，当物质吸收能量时，它的温度通常也是上升的。 根据爱因斯坦的光子能量的定义，即光子的能量与光子的频率成正比，也就是说，频率越高的光子能量越大。对于电磁波而言，频率越高也意味着它的波长越短，所以说短波长的电磁波具有较高的频率，也即具有更高的光子能量（如紫外线、X射线），而波长较长的电磁波（如微波、无线电波）频率较低，其光子能量也相对较小。 讲到这里可能有人会问，那既然紫外线的光子能量较高，那为什么不用紫外线加热呢？ 这其中有一个重要的原因就是紫外线的光子能量太高了，所以导致很多蛋白质分子在接收紫外线辐射的会产生化学键的断裂，而无法被吸收，这种辐射也叫做电离辐射，我们通常用它来杀菌消毒。 图片来源：网络 三、微波炉的原理是什么？ 微波炉之所以能够迅速加热食品是因为食品在受到微波的激发后，其内部和外部是同时加热的，这比传统的用锅煮（由外而内加热）的方式要快很多。因为传统的方式还需要经历分子之间较长的热传递的过程。 微波炉的炉腔是一个微波谐振腔，是把微波能变为热能对食品进行加热的空间。为了使炉腔内的食物均匀加热，微波炉炉腔内设有专门的装置。最初生产的微波炉是在炉腔顶部装有金属扇页，即微波搅拌器，以干扰微波在炉腔中的传播，从而使食物加热更加均匀。 图片来源：网络 现在的微波炉产品，大部分都是在微波炉的炉腔底部装一只由微型电机带动的玻璃转盘，把被加热食品放在转盘上与转盘一起绕电机轴旋转，使其与炉内的高频电磁场作相对运动，来达到炉内食品均匀加热的目的。 微波炉能快速加热食品的另一个原因是功率，常见的家用微波炉的输出功率一般在500W-1500W左右，功率越大，输出的能量也越高，加热速度就越快。 四、使用微波炉加热要注意什么？ 时间不宜过长，特别是对于一些容易受热膨胀的食品，长时间的加热可能会引起食品的爆炸，另一方面也会破坏食品内的营养物质； 密封包装的食品要开封，否则包装袋内部气体受热膨胀将会使包袋爆破，这一方面有潜在危险，另一方面也容易弄脏微波炉的炉腔； 电源若不足，炉内的光线会显得暗淡，此时若继续使用，会损坏安全保险设备，应立即停止； 图片来源：网络 用完微波炉后要注意清洁，特别是门缝处，要避免炉门不能完全关闭而导致辐射泄漏。 本文仅代表作者观点 欢迎个人转发 媒体转载授权请联系 kpsbsh2017@163.com 征稿启示 中国科学探索中心公众号欢迎赐稿！ 稿件内容以反伪破迷为核心思想，科学普及、科学文化、科技哲学、科学与公众、世俗人文主义、科技伦理等领域均可涉及，旨在将科学探索结果无偏见地告知公众，避免公众上当受骗。 稿件一经采用，我们将奉上稿酬。 投稿邮箱：kpsbsh2017@163.com 中国科学探索中心 崇尚科学 反伪破迷
|
