隨著人們生活水平的不斷提高，微波爐正逐漸走進(jìn)千家萬(wàn)戶。微波烹調(diào)具有加熱速度快、熱效率高、節(jié)約能源、減少油煙和熾熱空氣、不污染環(huán)境、保鮮程度高、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因而備受人們的青睞。下面我們就談?wù)動(dòng)嘘P(guān)微波爐的問(wèn)題。

一、什么是微波

微波是一種波長(zhǎng)很短（從1 毫米至1 米）、頻率很高（300 兆赫至300萬(wàn)兆赫）的電磁波，其波長(zhǎng)介于無(wú)線電波與紅外線之間，它與無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ 射線等都是電磁波家族的成員。微波具有反射、穿透、吸收三種特性。目前，它被廣泛地應(yīng)用于微波爐、氣象雷達(dá)、導(dǎo)航和移動(dòng)通信等諸多方面。

二、微波爐的發(fā)明

朋友們，你知道微波爐是怎樣被發(fā)明的嗎？說(shuō)來(lái)你也許不會(huì)相信，它的發(fā)明是從一塊巧克力糖熔化開(kāi)始的。

那是1946年的一天，美國(guó)雷錫恩公司的幾位工程技術(shù)人員正在做雷達(dá)振蕩器啟振實(shí)驗(yàn)，一位名叫斯潘塞的工程技術(shù)員，被分工做波長(zhǎng)為25 厘米的微波在空間分布狀態(tài)的研究工作。當(dāng)一切準(zhǔn)備工作就緒后，電源接通了，雷達(dá)就開(kāi)始工作了，它發(fā)射出強(qiáng)大的電磁波。正當(dāng)斯潘塞在全神貫注地研究電磁波的短波時(shí)，他的一位同事突然發(fā)現(xiàn)斯潘塞的上衣口袋處出現(xiàn)了一片類似血跡的殷紅色污斑，于是他大叫道：“斯潘塞，你受傷了！”聽(tīng)到了同事的驚叫聲，斯潘塞也大吃一驚，真的以為什么地方碰傷了，可經(jīng)解開(kāi)襯衣仔細(xì)檢查，皮肉絲毫無(wú)損。原來(lái)是上衣口袋里的一塊巧克力糖熔化了，因此他們虛驚了一場(chǎng)。

對(duì)于這一奇特現(xiàn)象，一般人可能會(huì)認(rèn)為，是他身上的體溫使巧克力糖熔化，然而斯潘塞卻沒(méi)有按照這種邏輯去判斷這件事。相反，思維敏捷的他給出了一個(gè)更為科學(xué)的猜想：是肉眼看不見(jiàn)的微波將其“煮熟”了。由此給斯潘塞發(fā)明微波爐帶來(lái)了契機(jī)。

斯潘塞根本顧不上清理衣服上粘滿的巧克力，他立即派人取來(lái)一袋做爆米花用的玉米粒。他將玉米粒放在磁電管附近，幾分鐘之內(nèi)，爆米花在實(shí)驗(yàn)室里飛濺了一地。

次日，斯潘塞又帶了幾枚生雞蛋來(lái)到實(shí)驗(yàn)室。他在一個(gè)容器上鑿了一個(gè)孔，將一枚生雞蛋放入容器中，然后將小孔對(duì)準(zhǔn)磁電管。一位好奇的同事由于湊得太近，最后臉上糊滿了雞蛋。斯潘塞立即意識(shí)到雞蛋是由內(nèi)向外被加熱的，由此產(chǎn)生的壓力使蛋殼炸裂。于是他想：如果微波如此不同尋常，能夠快速煮熟雞蛋，那么其他食物呢？

斯潘塞繼續(xù)實(shí)驗(yàn)磁電管。他用微波直接照射在食物上，發(fā)現(xiàn)微波的電磁作用可以使食物的分子被極化。又因?yàn)槲⒉ㄔ谑澄镏挟a(chǎn)生的是高頻交變電場(chǎng)，故分子極化的極性也就隨電場(chǎng)的變化而快速地改變，由此引起食物內(nèi)部分子的振蕩、摩擦而發(fā)熱，使電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。上述巧克力糖的熔化正是微波作用的結(jié)果。

根據(jù)這一原理，斯潘塞自己動(dòng)手于1947 年研制出了世界上第一個(gè)微波爐，并將其作為一種烹飪美食的新工具推向市場(chǎng)。最早上市的微波爐大約有6 英尺（約合1.8米）高，重達(dá)750 磅（約合340 千克），還必須用冷水冷卻。用微波爐加熱食物時(shí)，由于是在食物內(nèi)外同時(shí)加熱，這樣既節(jié)省了時(shí)間，又節(jié)約了能量，同時(shí)還不會(huì)破壞食物的結(jié)構(gòu)，因而食物原有的色、香、味不變，并且還不會(huì)造成對(duì)食物營(yíng)養(yǎng)的破壞。這種產(chǎn)品一問(wèn)世便受到了人們的熱烈歡迎。在以后的歲月里，技術(shù)人員不斷縮小微波爐的尺寸。今天，微波爐已成為我們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠帧?/p>

微波爐的工作頻率多選用915兆赫或2450兆赫，這是為了不干擾雷達(dá)和其他通信系統(tǒng)的正常工作。由于微波碰到金屬會(huì)被反射回來(lái)，因此微波爐的內(nèi)壁是采用經(jīng)特殊方法處理的不銹鋼板等特殊材料制成的。這樣不僅可以阻擋微波從爐內(nèi)逃出，以免影響人們的身體健康；同時(shí)還可以提高能源的利用率，達(dá)到節(jié)約能源的目的。微波爐的心臟磁控管不在底部，而是在微波爐的頂部，它能輻射出微波。這是一種看不見(jiàn)的電磁波，照射在理想導(dǎo)電金屬表面上，將會(huì)被全反射；照射在介質(zhì)表面上，只有一小部分被反射，而大部分則能穿透到介質(zhì)內(nèi)部，并在介質(zhì)內(nèi)部逐漸被吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。其穿透的深度主要決定于介質(zhì)的介電常數(shù)和電磁波頻率的高低。微波在爐內(nèi)壁來(lái)回反射，它可以穿透一般的陶瓷器皿、玻璃、耐熱塑料、木器、竹器等絕緣材料制成的盛裝食物的容器。各種食物均可吸收微波，它可一次穿透幾厘米厚的食物。

三、微波加熱原理

微波爐加熱食物（介質(zhì)）就是介質(zhì)與微波電磁場(chǎng)產(chǎn)生相互作用的結(jié)果，它利用磁控管所產(chǎn)生的每秒幾十億次的超高頻率的微波，快速振蕩食物內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、水等分子，使分子之間相互碰撞、擠壓、摩擦，重新排列組合。通俗地說(shuō)，是靠食物本身內(nèi)部的生熱原理來(lái)加熱食物的。

根據(jù)物理理論可知，介質(zhì)分子可以分為有極分子和無(wú)極分子兩大類。有極分子的正、負(fù)電荷中心是不重合的，其間有一定的距離，可等效為一個(gè)電偶極子。在外電場(chǎng)的作用下，原來(lái)雜亂無(wú)章的有極分子沿著外電場(chǎng)方向轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向極化。如果外電場(chǎng)是交變的，那么有極分子也要隨電場(chǎng)的變化而不斷改變方向。

作為食品的有機(jī)物，可以看作是由電介質(zhì)的極性分子以及電解質(zhì)的離子和電子組成的，食品物料的分子都是由原子組成的，每個(gè)原子均帶有等量的正電荷和負(fù)電荷。在沒(méi)有外電場(chǎng)作用時(shí)，分子的正、負(fù)電荷中心是否互相重合，決定了電介質(zhì)分子極性的大小。正、負(fù)電荷中心相重合的分子，其分子結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，稱為無(wú)極分子，如食物中的碳、碳?xì)浠衔锏?。?duì)于正、負(fù)電荷中心不重合的分子，由于其分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，稱為有極分子，如水、動(dòng)植物膠、血紅蛋白等。

當(dāng)食物被放進(jìn)爐腔的微波場(chǎng)中，在外電場(chǎng)的作用下，無(wú)極分子（先被極化為有極分子）和有極分子的取向都會(huì)隨著微波場(chǎng)而變化，必將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并沿著電場(chǎng)方向有序地排列，當(dāng)電場(chǎng)方向頻繁地改變時(shí)，有極分子的排列方向也隨之頻繁地改變。在變向旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生分子間的摩擦、碰撞及相互擠壓，消耗電場(chǎng)能量而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

對(duì)于食品中的電解質(zhì)，除了上述作用外，離子在電場(chǎng)力的作用下加速移動(dòng)，使電能轉(zhuǎn)化為離子的動(dòng)能，移動(dòng)方向隨著電場(chǎng)的變化而變化。離子在移動(dòng)的過(guò)程中互相碰撞釋放動(dòng)能而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，也就是說(shuō)，離子從微波電場(chǎng)中得到動(dòng)能，再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而使物體的溫度不斷地升高。

由上述分析可見(jiàn)，對(duì)于由有極分子組成的物體，交變電場(chǎng)就容易對(duì)它進(jìn)行加熱。