微波爐的發明與應用（下）

安徽省靈璧縣黃灣中學 華興恒

四、微波加熱與普通加熱的區別

由上述可知，微波加熱與普通加熱不一樣。傳統的烹飪食物是要有一個高溫熱源，通過輻射與傳導的方式，先把食物的表面加熱，然后再通過傳導和對流在食物內部逐漸向其縱深加熱，這種加熱方式速度慢、散熱多、效率低、時間長。而微波爐加熱是用磁控管產生每秒幾十億次的超高頻率的微波，然后將微波照射到六面都用金屬組成的空箱（又叫諧振腔）中，食物放在箱中，微波在箱壁上被來回反射，同時從各個方向穿入被烹調的食物中去，快速振蕩食物內的蛋白質、脂肪、糖類、水分子等，使分子之間相互碰撞、擠壓、摩擦，重新排列組合，從而對食物進行加熱。它的升溫幾乎是內外一致、同時發生的。通俗地說，微波加熱就是靠食物本身內部的摩擦生熱原理來加熱的，整個食物內外同時被加熱，受熱均勻，升溫迅速，一分鐘可使其溫度升高80 ℃～90 ℃。因此，微波加熱具有加熱速度快、熱效率高、保鮮度好等優點。

微波爐由電源、磁控管、控制電路及烹調腔等部分組成。電源向磁控管提供大約4000伏的高壓，磁控管在電源的激勵下，連續產生微波，再經過波導系統，耦合到烹調腔內。在烹調腔的進口處附近，有一個可旋轉的攪拌器。因為攪拌器是風扇狀的金屬，旋轉起來以后對微波具有各個方向的反射，所以能夠把微波能量均勻地分布在烹調腔內。微波爐的功率范圍一般在500瓦～1000瓦。

微波爐具有煎、煮、炒、烘、烤、燜、燉、煮、燴、再加熱與解凍等多種烹飪功能；還可用于殺菌、熔化、干燥等多種用途；它還具有無煙無火、清潔衛生、滅菌效率高、對食物營養的破壞少等優點，這正是它能快速走進越來越多的現代家庭中的重要原因。

五、微波的其他用途

微波的應用領域除了我們非常熟悉的微波通訊之外，還包括公路建設、航空航天、環境保護、能量傳遞以及人們生活的各個方面。美國的科研人員已經發明了一種利用微波來對公路進行修補的方法：通過一種特殊的裝置向需要修補的公路路面發射微波，很快就可以將路面加熱并使瀝青熔化，填入的新瀝青可以與路面很好地融合在一起，從而保持了路面的平整與密合。

現代科學研究證明，微波能夠有效地傳輸能量。不僅地面的電子設施可以用微波的照射來供給能量，空中的飛機也能夠通過接收從地面發射的微波束來獲取能量。人們只要隔一二百千米設一個微波發送站，就可以使微波飛機不用著陸、不用加油，持續不斷地繞地球飛行。

日本已造出衛星電站，位于地球靜止軌道上，發電能力為500 萬千瓦，距離地面3.6 萬公里。由于不可能用導線把衛星電站發出的電能輸送到地面，那么這些電能該如何進行輸送呢？科學家們想到了用微波來輸送電能。微波輸電就是把太陽能電池所產生的直流電能，用微波管轉換成微波波束，由天線發射到地面接收站后，再還原為交流電送到用戶。由于微波不同于無線電中波和短波，它能順利通過電離層而不反射，因此宇宙空間對微波傳輸十分理想，通過大氣層時的損耗僅為2%左右。

微波輸電使電力輸送供應的結構變得簡單，電價也必然會因此有所下降。它能改變因能源資源不均衡而造成的電力輸送不經濟、不合理的狀況，其應用前景十分廣闊。

利用微波還可以制造武器，它使用的技術類似于普通的微波爐，發出的微波束可以迅速升高人體皮膚中水分子的溫度，使人產生難以忍受的疼痛感和燒灼感。微波束穿透皮膚的深度不到1 毫米，一旦目標離開微波束的范圍，疼痛感便會消失，因此這種武器特別適用于控制人群等防暴任務。實驗表明，任何人都無法承受這種微波武器，接觸不到1秒鐘，他們就不得不迅速逃離現場。由于其效果奇特而傷害較小，因此被科學家們認為是在未來戰爭中能夠起到舉足輕重作用的十大尖端武器之一。這種微波武器叫做“人群控制系統”，又叫做“主動拒止系統”。

關于微波武器，美國已投入了近億美元的資金，苦心開發了十四五年的時間，但目前還存在一些技術上的問題，比如體積與質量均過大。每套“主動拒止系統”的造價高達500 萬美元，因此它暫時還不能像防暴盾牌和催淚彈一樣普及。更為重要的是，它的使用后果還未得到醫學上的確切驗證。從設計原理上講，微波武器屬于非致命武器，不會傷害人的性命，也不會對人產生永久性的傷害。但是，所謂非致命武器并不是100%不致人死亡或者不會給人留下永久的傷害。如果加大微波的能量，這種武器完全可以致人于死命；而且因每個人的體質承受能力不同，到底微波能量多大才適度，也很難界定清楚。因此這種武器的使用前景如何，目前科學家們心中也沒有數。

此外，在航天領域，科學家們還利用微波進行大氣檢測和監測，為火箭和衛星的順利飛行創造條件。人們還設想用微波的能量來發射航天飛機，據說這樣所需要的發射經費僅為用火箭發射所需費用的二十分之一。