雷神公司|微波炉里的科学如今

如今，微波炉已经成了大多数家庭必备的厨房电器。它使用方便、快速，无论是你想加热饭菜，或是临时需要一杯温水，只要放进微波炉里“叮”一下，很快就能达成心愿。更重要的是，它不需要很麻烦地清洗，简直是懒人的福音啊！
微波炉是如此简单易用，以至于聪明的你不需要看说明书就知道怎么去操作它。但如果要问你“微波炉是如何加热食物的？它能做什么不能做什么？为什么有些东西不能放进微波炉里加热？”许多人就说不出个所以然了。
今天我们就来聊聊微波炉里的科学。
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微波炉上的猫，与薛定谔无关
微波炉是怎么发明出来的？爱迪生团队希望制造一个能够用电力照明的灯，使人们摆脱对油灯的依赖。经过许多次挫折和反复试错，他们终于发明了可靠的电灯。许多产品在被创造出来之前，发明者都已经有一个明确的目标，并向着目标反复探索和实验。但微波炉不是这样，它完全是在制造雷达的过程中被无意发现，然后发明出来的。
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没想到吧，雷达是微波炉的祖先！
著名的雷神公司在第二次世界大战时就生产雷达。这种大型无线电天线可以向外发射电波，同时接收反射回来的电波波束，通过计算反射波的时间间隔和角度来判断敌方飞机的距离和方位。雷达在当时是先进的武器，它上面的关键部件“磁控管”用来产生电磁波。有一天，雷神公司的工程师珀西.斯宾塞在测试一个新的磁控管时，无意中发现自己口袋里的糖块融化了，他怀疑是磁控管发射的电磁波造成的，于是他拿了一个生鸡蛋来做实验。当斯宾塞将磁控管的电波波束对准鸡蛋时，鸡蛋很快因内部受热而爆炸。随后斯宾塞又拿磁控管加热玉米粒，他很快得到了一堆爆米花。
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这是雷神公司发出雷达波的磁控管，微波炉的跟它原理几乎一样
雷神公司得知斯宾塞的发现后，迅速注册了“利用雷达技术进行烹饪加工”的发明专利，并且很快就用磁控管造出了第一台烹饪机器，他们给这个新机器起名叫“Radarange” ，意思是“小范围雷达”（这是纯理科生起的名字）。后来，营销专家们觉得“微波”这个词更加时髦（就像今天各种“量子”和“纳米”满天飞一样），他们给新机器起名“microwave ovens”,后来干脆改叫“microwaves” ，这就是微波炉的由来。
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最早的微波炉广告，美丽主妇必不可少
微波为什么能加热？微波通常是指波长在0.1mm~1m之间的电磁波，它的频率范围300MHz~3000GHz之间，在这个频段里光量子的能量约为1.99×10?2? J~1.99×10?21 J 。微波波段光子的能量不高，它不足以引起电离反应，但可以像红外线一样加热物体。
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微波波谱
微波的物理特性通常表现在穿透、反射和吸收（部分吸收）三个方面：对于一些非极性物体如玻璃、陶瓷等，微波会直接穿过，很少与其中的原子发生相互作用；对于拥有大量自由电子的金属物体，微波像可见光一样很容易被反射；而水就很容易吸收微波而发热。
一个物体能否容易被微波加热，与它自身的介电常数相关。介电常数越大的物体越容易被加热，反之，介电常数小于2.8则被称为非极性物质，它不容易受微波的影响。空气的介电常数为1.000585 ，它几乎不受微波的影响；玻璃的相对介电常数大约为5~10；而水则达到81.5 ，因为水分子显现强极性。