微波炉的工作原理

微波炉的工作原理

微波炉的工作原理

一、原因探讨

传统的煮食方法是用火通过锅底传热给锅中的食物，食物受热是从表面逐渐传递到里面的，这种方法有两个缺点：一是花费的时间长，另外大块的食物不能内外同时煮熟，造成内生外焦的现象，微波炉的加热方式可克服这两个缺点。 微波是电磁波的一种，波长范围在 1mm 到 1 m 之间，国际上规定家用微波炉的微波波长为 122 mm，对应频率为 2450 MHz，选择这个波长，主要是为了避免干扰通讯电波。为甚么微波炉产生的微波能快速加热食品呢？原来微波能容易穿透绝缘物体，但遇到有水份的食物便会使水分子和它一起以相同的频率振荡，振荡中分子与分子互相摩擦，从而产生热量。微波炉产生的微波功率较大，一般从600 W到2019 W之间。水分子在微波中每秒振荡24.5亿次，这种振荡几乎是在食物的内外各部分同时发生，因此波加热的食品能够在很短的时间内，把整份食物煮熟。

不过，微波还有一个特性，它遇到金属便反射回来，所以用金属容器盛载食物，在微波炉中不能被加热，长时间还可以损坏微坡炉，原因是发射出去的微波没有损耗地全部反射回来，后果是使发射微波的器件产生高温以至损坏。因此用微波炉煮食物，应选用绝缘耐热材料制成的容器，如陶瓷、耐热玻璃或塑料等。

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介质损耗引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间，且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时，物料内外加热均匀一致。 （2）选择性加热

物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热的特点。物质不同，产生的热效果也不同。水分子属极性分子，介电常数较大，其介质损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波的吸收能力比水小得多。因此，对于食品来说，含水量的多少对微波加热效果影响很大。 （3）热惯性小

微波对介质材料是瞬时加热升温，能耗也很低。另一方面，微波的输出功率随时可调，介质温升可无惰性的随之改变，不存在“余热”现象，极有利于自动控制和连续化生产的需要。

（4）似光性和似声性

微波波长很短，比地球上的一般物体（如飞机，舰船，汽车建筑物等）尺寸相对要小得多，或在同一量级上。使得微波

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的特点与几何光学相似，即所谓的似光性。因此使用微波工作，能使电路元件尺寸减小；使系统更加紧凑；可以制成体积小，波束窄方向性很强，增益很高的天线系统，接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体方位和距离，分析目标特征。

由于微波波长与物体（实验室中无线设备）的尺寸有相同的量级，使得微波的特点又与声波相似，即所谓的似声性。例如微波波导类似于声学中的传声筒；喇叭天线和缝隙天线类似与声学喇叭，萧与笛；微波谐振腔类似于声学共鸣腔 （5）非电离性

微波的量子能量还不够大，不足与改变物质分子的内部结构或破坏分子之间的键。再有物理学之道，分子原子核原子核在外加电磁场的周期力作用下所呈现的许多共振现象都发生在微波范围，因而微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的研究手段。另一方面，利用这一特性，还可以制作许多微波器件 （6）信息性

由于微波频率很高，所以在不大的相对带宽下，其可用的频带很宽，可达数百甚至上千兆赫兹。这是低频无线电波无法比拟的。这意味着微波的信息容量大，所以现代多路通信系统，包括卫星通信系统，几乎无例外都是工作在微波波段。另外，微波信号还可以提供相位信息，极化信息，多普勒频

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率信息。这在目标检测，遥感目标特征分析等应用中十分重要

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