為什麼金屬不能放進微波爐
美國工程師珀西·斯賓塞（Percy Spencer） 開發了二戰雷達技術，
該技術有助於探測納粹飛機——，
但很快它有了其他令人驚喜的應用。
1945 年的某一天，斯賓塞站在一台名為
磁控管的雷達儀器旁邊，
該設備可產生能在飛機上反射的高強度微波。
突然，他注意到口袋裡的糖果棒融化了。
他將其他東西暴露在磁控管中，果然，
爆米花彈出來了，
一個雞蛋飛濺到了同事身上。
不久之後，第一台微波爐問世，
其運行技術（和磁控管）完全相同。
那麼，它是如何運作的？
電磁波的電廠可以轉動極性分子所有光能都以振盪的電場和磁場波動性傳播。 這些振盪跨越了一系列頻率， 涵蓋整個電磁波的頻譜。 頻率越高，能量越大。 伽瑪射線和X-射線的頻率最高； 微波和無線電波的頻率最低。 通常，光的振盪電場對帶電粒子施力， 例如分子中的電子。 當光遇到極性分子（例如水）時， 它會使水分子旋轉， 這是因為極性分子的正負區域被推向了不同的方向。 光的傳播頻率 也決定了它與物質相互作用的方式。 微波與大多數食物中的水分子強烈相互作用。 本質上，它們使分子相互碰撞， 產生摩擦熱。 家用微波爐裝有腔體磁控管， 當你開啟微波爐時， 磁控管內的加熱元件會噴出電子， 強磁體迫使它們向外螺旋。 當它們穿過磁控管的金屬腔時， 電子會產生振盪電荷， 產生連續的電磁微波流。 金屬管將微波引導到主要的食物空間， 在那裡它們從金屬牆上反彈， 並可穿透食物內部幾釐米(~cm)深。 當微波遇到食物中的極性分子（例如水）時， 它們會使水分子以高頻振動。 根據食物的成分，這可能會產生有趣的效果。 油和糖吸收的微波比水少， 因此，如果單獨用微波爐加熱， 不會有什麼額外變化。 但是，當微波爐遇到棉花糖時， 它們會加熱殘留在其明膠糖基質中的水分， 從而使熱空氣膨脹，棉花糖膨化。 黃油本質上是水滴在脂肪中的懸濁液， 用微波爐加熱時，水迅速蒸發， 使黃油快速融化，有時甚至有點劇烈了。 因此，微波通過摩擦機械地加熱食物分子， 但它們不會對食物分子進行化學改變。 湯是用微波爐還是爐子或烤箱加熱， 在分子上沒有區別。微波輻射“微波輻射” 一詞可能令人害怕。 但在物理學中，輻射只是描述任何能量跨越空間的傳遞。 高頻電離輻射可能是有害的， 因為它可以從分子中剝離電子，包括 DNA。 但是，微波的能量不足以改變化學鍵。 微波爐在設計上就是防洩漏的， 既是為了安全也是效率。 儘管如此，為了完全杜絕暴露在輻射下， 專家建議在微波爐使用時最好站在幾英尺遠的地方。微波爐中的金屬但是，用微波爐加熱金屬很危險，對吧？ 好吧，這要看情況。 金屬是導體， 這意味著它們的電子與原子結合鬆散， 並在電場的作用下自由移動。 金屬的電子不會吸收微波輻射， 而是集中在表面， 從而在鋒利的邊緣、角落和小間隙處產生高電壓。 這包括鋁箔紙上的折痕、 叉子 或金屬物體尖端以及微波爐的金屬壁。 有時，電壓會高得足夠 從周圍的空氣分子中剝離電子。 然後，這種帶電的氣體或等離子體 可能會形成電火花， 並隨著吸收更多的微波而變多。 烤箱關閉後，等離子體就會消散。 但是，並非所有的金屬物體都會在微波爐中產生火花， 儘管它們可能會使食物煮得有點不均勻。 實際上，許多可微波爐加熱的包裝都利用了這一點， 使用薄薄的金屬塗層使食物表面變脆。 總的來說，只要它不靠近烤箱的牆壁， 在裝有微波爐的湯碗裡放一把金屬勺子 應該沒什麼關係。 這只是使用“雷達”烹飪的另一個好處。 |
授課教師
陳永忠 ycchen@thu.edu.tw