微波炉的发明与应用（下）

2019-03-28安徽省灵璧县黄湾中学华兴恒

农村青少年科学探究 2019年11期

安徽省灵璧县黄湾中学华兴恒

四、微波加热与普通加热的区别

由上述可知，微波加热与普通加热不一样。传统的烹饪食物是要有一个高温热源，通过辐射与传导的方式，先把食物的表面加热，然后再通过传导和对流在食物内部逐渐向其纵深加热，这种加热方式速度慢、散热多、效率低、时间长。而微波炉加热是用磁控管产生每秒几十亿次的超高频率的微波，然后将微波照射到六面都用金属组成的空箱（又叫谐振腔）中，食物放在箱中，微波在箱壁上被来回反射，同时从各个方向穿入被烹调的食物中去，快速振荡食物内的蛋白质、脂肪、糖类、水分子等，使分子之间相互碰撞、挤压、摩擦，重新排列组合，从而对食物进行加热。它的升温几乎是内外一致、同时发生的。通俗地说，微波加热就是靠食物本身内部的摩擦生热原理来加热的，整个食物内外同时被加热，受热均匀，升温迅速，一分钟可使其温度升高80 ℃～90 ℃。因此，微波加热具有加热速度快、热效率高、保鲜度好等优点。

微波炉由电源、磁控管、控制电路及烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供大约4000伏的高压，磁控管在电源的激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。在烹调腔的进口处附近，有一个可旋转的搅拌器。因为搅拌器是风扇状的金属，旋转起来以后对微波具有各个方向的反射，所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内。微波炉的功率范围一般在500瓦～1000瓦。

微波炉具有煎、煮、炒、烘、烤、焖、炖、煮、烩、再加热与解冻等多种烹饪功能；还可用于杀菌、熔化、干燥等多种用途；它还具有无烟无火、清洁卫生、灭菌效率高、对食物营养的破坏少等优点，这正是它能快速走进越来越多的现代家庭中的重要原因。

五、微波的其他用途

微波的应用领域除了我们非常熟悉的微波通讯之外，还包括公路建设、航空航天、环境保护、能量传递以及人们生活的各个方面。美国的科研人员已经发明了一种利用微波来对公路进行修补的方法：通过一种特殊的装置向需要修补的公路路面发射微波，很快就可以将路面加热并使沥青熔化，填入的新沥青可以与路面很好地融合在一起，从而保持了路面的平整与密合。

现代科学研究证明，微波能够有效地传输能量。不仅地面的电子设施可以用微波的照射来供给能量，空中的飞机也能够通过接收从地面发射的微波束来获取能量。人们只要隔一二百千米设一个微波发送站，就可以使微波飞机不用着陆、不用加油，持续不断地绕地球飞行。

日本已造出卫星电站，位于地球静止轨道上，发电能力为500 万千瓦，距离地面3.6 万公里。由于不可能用导线把卫星电站发出的电能输送到地面，那么这些电能该如何进行输送呢？科学家们想到了用微波来输送电能。微波输电就是把太阳能电池所产生的直流电能，用微波管转换成微波波束，由天线发射到地面接收站后，再还原为交流电送到用户。由于微波不同于无线电中波和短波，它能顺利通过电离层而不反射，因此宇宙空间对微波传输十分理想，通过大气层时的损耗仅为2%左右。

微波输电使电力输送供应的结构变得简单，电价也必然会因此有所下降。它能改变因能源资源不均衡而造成的电力输送不经济、不合理的状况，其应用前景十分广阔。

利用微波还可以制造武器，它使用的技术类似于普通的微波炉，发出的微波束可以迅速升高人体皮肤中水分子的温度，使人产生难以忍受的疼痛感和烧灼感。微波束穿透皮肤的深度不到1 毫米，一旦目标离开微波束的范围，疼痛感便会消失，因此这种武器特别适用于控制人群等防暴任务。实验表明，任何人都无法承受这种微波武器，接触不到1秒钟，他们就不得不迅速逃离现场。由于其效果奇特而伤害较小，因此被科学家们认为是在未来战争中能够起到举足轻重作用的十大尖端武器之一。这种微波武器叫做“人群控制系统”，又叫做“主动拒止系统”。

关于微波武器，美国已投入了近亿美元的资金，苦心开发了十四五年的时间，但目前还存在一些技术上的问题，比如体积与质量均过大。每套“主动拒止系统”的造价高达500 万美元，因此它暂时还不能像防暴盾牌和催泪弹一样普及。更为重要的是，它的使用后果还未得到医学上的确切验证。从设计原理上讲，微波武器属于非致命武器，不会伤害人的性命，也不会对人产生永久性的伤害。但是，所谓非致命武器并不是100%不致人死亡或者不会给人留下永久的伤害。如果加大微波的能量，这种武器完全可以致人于死命；而且因每个人的体质承受能力不同，到底微波能量多大才适度，也很难界定清楚。因此这种武器的使用前景如何，目前科学家们心中也没有数。