雷神公司|微波炉里的科学( 二 )


雷神公司|微波炉里的科学文章插图
水分子因其极性结合成氢键
水的强极性是由水分子的结构决定的 。 我们知道水分子由一个氧原子与两个氢原子构成 , 这两个氢原子与氧原子并不在同一条轴线上 , 两个H-O原子键之间有一个104°28′的夹角 , 氢带正电荷 , 氧携带负电荷 , 因此水分子对外具有极性 。
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水分子的极性
当微波穿过水时 , 强极性的水分子会随着微波快速变化的高频电磁场不断变化自己的方向 , 从而将微波场的场能量转化为水分子的热能 , 导致水的温度迅速升高 。 食物中含水量越高 , 它就越容易被微波加热 。
微波炉不能加热金属 , 但它可以在金属尖锐表面形成驻波 , 从而导致强放电现象 , 这有可能引起火灾 。 所以你最好不要把金属物体放进微波炉里 , 无论是碗碟还是刀叉 。
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微波能在金属餐叉的尖端形成驻波
微波炉为什么不能杀死蚂蚁?有好事者做过实验 , 他们抓了几只蚂蚁放进微波炉里打算对其施以酷刑 , 然而蚂蚁在里边爬来爬去 , 完全不把致命的微波当回事 , 同样的情形也发生在小蟑螂身上 。 这到底是为什么呢?难道是蚂蚁对微波“免疫”?
这需要从微波炉的结构说起 。
我们知道微波炉里都有一个磁控管 , 它可以产生微波波束 。 磁控管产生的微波通过一条金属管传递到微波炉箱体的上方 , 那里有一个风扇一样的部件 。 这个“风扇”是用来反射微波的 , 它利用微波碰到金属会被反射的特点将微波波束扫射到箱体内部四壁 , 使其在炉子里不断地来回反射 , 直到照射到食物上被吸收为止 。
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微波在金属箱体内多次反射 , 最终聚在食物上
由于微波具有很强的方向性 , 所以在微波炉里总会有照射不到的地方 , 蚂蚁就是在炉子里不断地寻找微波的空隙 。 当然了 , 蚂蚁的身体很小 , 相比之下它的身体表面积非常大 , 可以更快地散热 , 再加上它体内含的水分少 , 这也是它容易生存下来的原因之一 。 如果你拿个胶带把它固定在微波炉中间 , 它就死定了 。
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蚂蚁能在微波炉里闪转腾挪保住性命 , 说明微波炉是有死角的
微波炉可以杀菌但不能消毒如果你用微波炉加热一条湿毛巾来对其消毒 , 这是可以做到的 , 因为大多数常见的细菌无法耐受高温 , 同时微波可以破坏细菌体内的蛋白质和氨基酸 。
但研究结果表明 , 微波对细菌产生的毒素没什么作用 , 微波不能拿来消毒 。
约旦大学的科学团队将受到黄曲霉毒素污染的鸡饲料放进微波炉里 , 以2450MHz和1.45kW的高频输出 , 100%功率加热2、4、8和10分钟 , 检测的结果发现 , 微波只清除了22%~32%的黄曲酶 , 效果十分不理想 。 究其原因 , 一方面是杀死病毒需要200℃甚至更高的温度 , 并且不留死角 , 这两点微波炉都做不到 。
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微波炉清除黄曲霉毒素的效果不理想 , 它不适合用来消毒
微波会致癌?总体来说 , 微波炉是很安全的 。
我们前面介绍了 , 微波是非电离辐射的电磁波 , 它的能量比较低 , 只会对物质有加热作用 , 不会电离原子外层的电子 。 微波主要用于通信 , 因为它具有信息性和指向性 。 目前世界多个国家也研制了一些非致命的微波武器 , 它主要也是利用微波加热的原理 , 用来驱赶敌方 。