微波炉的工作原理 原因探讨

2016-11-01 18:30:00 作者:采采(网友上传) 分类 : 科普

  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2000 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。

  二、物理人生

  传统的加热是从外部到内部进行热传递,电磁炉的特点是使每一个分子让其振动而互相摩擦生热。我们做事情想尽快出成效,就调动每个人的积极性吧。

  三、参考资料

  1、微波的波长

  微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性.微波量子的能量为1 99×l0 -25~1.99×10-22j.

  2、微波的性质

  微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西,则会反射微波。

  从电子学和物理学观点来看,微波这段电磁频谱具有不同于其他波段的如下重要特点:

  (1)穿透性

  微波比其它用于辐射加热的电磁波,如红外线、远红外线等波长更长,因此具有更好的穿透性。微波透入介质时,由于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。

相关推荐

最近更新
科普

科普图集

邮件订阅

软件信息化周刊
比特软件信息化周刊提供以数据库、操作系统和管理软件为重点的全面软件信息化产业热点、应用方案推荐、实用技巧分享等。以最新的软件资讯,最新的软件技巧,最新的软件与服务业内动态来为IT用户找到软捷径。
商务办公周刊
比特商务周刊是一个及行业资讯、深度分析、企业导购等为一体的综合性周刊。其中,与中国计量科学研究院合力打造的比特实验室可以为商业用户提供最权威的采购指南。是企业用户不可缺少的智选周刊!
网络周刊
比特网络周刊向企业网管员以及网络技术和产品使用者提供关于网络产业动态、技术热点、组网、建网、网络管理、网络运维等最新技术和实用技巧,帮助网管答疑解惑,成为网管好帮手。
服务器周刊
比特服务器周刊作为比特网的重点频道之一,主要关注x86服务器,RISC架构服务器以及高性能计算机行业的产品及发展动态。通过最独到的编辑观点和业界动态分析,让您第一时间了解服务器行业的趋势。
存储周刊
比特存储周刊长期以来,为读者提供企业存储领域高质量的原创内容,及时、全面的资讯、技术、方案以及案例文章,力求成为业界领先的存储媒体。比特存储周刊始终致力于用户的企业信息化建设、存储业务、数据保护与容灾构建以及数据管理部署等方面服务。
安全周刊
比特安全周刊通过专业的信息安全内容建设,为企业级用户打造最具商业价值的信息沟通平台,并为安全厂商提供多层面、多维度的媒体宣传手段。与其他同类网站信息安全内容相比,比特安全周刊运作模式更加独立,对信息安全界的动态新闻更新更快。
新闻中心热点推荐
新闻中心以独特视角精选一周内最具影响力的行业重大事件或圈内精彩故事,为企业级用户打造重点突出,可读性强,商业价值高的信息共享平台;同时为互联网、IT业界及通信厂商提供一条精准快捷,渗透力强,覆盖面广的媒体传播途径。
云计算周刊
比特云计算周刊关注云计算产业热点技术应用与趋势发展,全方位报道云计算领域最新动态。为用户与企业架设起沟通交流平台。包括IaaS、PaaS、SaaS各种不同的服务类型以及相关的安全与管理内容介绍。
CIO俱乐部周刊
比特CIO俱乐部周刊以大量高端CIO沙龙或专题研讨会以及对明星CIO的深入采访为依托,汇聚中国500强CIO的集体智慧。旨为中国杰出的CIO提供一个良好的互融互通 、促进交流的平台,并持续提供丰富的资讯和服务,探讨信息化建设,推动中国信息化发展引领CIO未来职业发展。
IT专家网
IT专家新闻邮件长期以来,以定向、分众、整合的商业模式,为企业IT专业人士以及IT系统采购决策者提供高质量的原创内容,包括IT新闻、评论、专家答疑、技巧和白皮书。此外,IT专家网还为读者提供包括咨询、社区、论坛、线下会议、读者沙龙等多种服务。
X周刊
X周刊是一份IT人的技术娱乐周刊,给用户实时传递I最新T资讯、IT段子、技术技巧、畅销书籍,同时用户还能参与我们推荐的互动游戏,给广大的IT技术人士忙碌工作之余带来轻松休闲一刻。