微波爐的發(fā)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(qū)別

由上述可知，微波加熱與普通加熱不一樣。傳統(tǒng)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(nèi)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(chǎn)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(diào)的食物中去，快速振蕩食物內(nèi)的蛋白質(zhì)、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(nèi)外一致、同時發(fā)生的。通俗地說，微波加熱就是靠食物本身內(nèi)部的摩擦生熱原理來加熱的，整個食物內(nèi)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(yōu)點。

微波爐由電源、磁控管、控制電路及烹調(diào)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(xù)產(chǎn)生微波，再經(jīng)過波導系統(tǒng)，耦合到烹調(diào)腔內(nèi)。在烹調(diào)腔的進口處附近，有一個可旋轉(zhuǎn)的攪拌器。因為攪拌器是風扇狀的金屬，旋轉(zhuǎn)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(diào)腔內(nèi)。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(wèi)生、滅菌效率高、對食物營養(yǎng)的破壞少等優(yōu)點，這正是它能快速走進越來越多的現(xiàn)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(huán)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(jīng)發(fā)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(fā)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(xiàn)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(fā)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(fā)送站，就可以使微波飛機不用著陸、不用加油，持續(xù)不斷地繞地球飛行。

日本已造出衛(wèi)星電站，位于地球靜止軌道上，發(fā)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(wèi)星電站發(fā)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(chǎn)生的直流電能，用微波管轉(zhuǎn)換成微波波束，由天線發(fā)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(jīng)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(fā)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(chǎn)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(xiàn)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(zhàn)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(tǒng)”，又叫做“主動拒止系統(tǒng)”。

關于微波武器，美國已投入了近億美元的資金，苦心開發(fā)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(zhì)量均過大。每套“主動拒止系統(tǒng)”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(yī)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(chǎn)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(zhì)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(shù)。

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