微波及微波的應(yīng)用

　　微波是一種波長(zhǎng)極短的電磁波，波長(zhǎng)在1mm到1m之間，其相應(yīng)頻率在300GHz至300MHz之間。為了防止微波對(duì)無(wú)線電通信、廣播和雷達(dá)的干擾，國(guó)際上規(guī)定用于微波加熱和微波干燥的頻率有四段，分別為：L段，頻率為890～940MHz，中心波長(zhǎng)330mm；S段，頻率為2400～2500MHz，中心波長(zhǎng)為122mm；C段，頻率為5725～5875MHz，中心波長(zhǎng)為52mm；K段，頻率為22000～22250MHz，中心波長(zhǎng)8mm。微波設(shè)備和家用微波爐中僅用L段和S段。
　　微波產(chǎn)生是在電真空器件或半導(dǎo)體器件上通以直流電或50Hz的交流電，利用電子在磁場(chǎng)中作特殊運(yùn)動(dòng)來(lái)獲得的。這種運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)單的這樣來(lái)解釋一下：介質(zhì)從電結(jié)構(gòu)看，一類分子叫無(wú)極分子電介質(zhì)，另一類叫有極分子電介質(zhì)。在一般情況下，它們都呈無(wú)規(guī)則排列，如果把它們置于交變的電場(chǎng)之中，這些介質(zhì)的極性分子取向也隨著電場(chǎng)的極性變化而變化，這就叫做極化。外加電場(chǎng)越強(qiáng)，極化作用也就越強(qiáng)，外加電場(chǎng)極性變化得越快，極化得也越快，分子的熱運(yùn)動(dòng)和相鄰分子之間的摩擦作用也就越劇烈。在此過(guò)程中即完成了電磁能向熱能的轉(zhuǎn)換，當(dāng)被加熱物質(zhì)放在微波場(chǎng)中時(shí)，其極性分子隨微波頻率以每秒幾十億次的高頻來(lái)回?cái)[動(dòng)、摩擦，產(chǎn)生的熱量足以使物料溫度升高，這就是微波加熱原理。
　　微波應(yīng)用主要在家用微波爐，微波通訊和工業(yè)微波設(shè)備。主要是通過(guò)微波發(fā)生器把電能轉(zhuǎn)換為微波能。微波發(fā)生器也稱磁控管，有脈沖磁控管和連續(xù)磁控管兩種。
　　微波爐中應(yīng)用的是連續(xù)波磁控管。微波的傳播速度接近光速，它在傳播過(guò)程中能夠發(fā)生反射和折射它有三個(gè)與加熱相關(guān)的重要特性。微波遇到金屬物體，如銀、銅、鋁等會(huì)像鏡子反射可見光一樣被反射。因此，常用金屬隔離微波。微波爐中常用金屬制作箱體和波導(dǎo)，用金屬網(wǎng)外加鋼化玻璃制作爐門觀察窗。微波遇到絕緣材料，例如玻璃、塑料、陶瓷、云母等，會(huì)像光透過(guò)玻璃一樣順利通過(guò)。因此，常用絕緣材料制作盛料盤，而不影響加熱效果。微波遇到含水或含脂肪的物料，能夠被大量吸收，并轉(zhuǎn)化為熱能。微波爐就是利用這個(gè)特性來(lái)加熱物料的。溫度提高后繼續(xù)加熱可以讓物料水分蒸發(fā)干燥。
　　微波機(jī)在醫(yī)療方面的應(yīng)用也十分廣泛。由于病菌體內(nèi)含有大量的水分子，在微波作用下快速打斷生物鏈，一兩分鐘病菌即可全部被殺死。據(jù)測(cè)定，用500瓦微波爐對(duì)每克含有192萬(wàn)個(gè)大腸桿菌的紅腸注行加熱，半分鐘后每克僅存活260個(gè)，1分鐘后全部被殺死。
　　微波的這些特性令微波爐和工業(yè)微波設(shè)備工作原理得以確定，應(yīng)用得以廣泛展開。干燥物料時(shí)，因?yàn)榘l(fā)熱在物料內(nèi)部，所以加熱均勻，不需翻動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生外焦內(nèi)生的現(xiàn)象。比如：腌肉、臘肉、咸魚和熏鴨等物品在加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生亞硝胺；亞硝酸鹽作為防腐劑，它與食品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)也會(huì)生成亞硝胺，能引起細(xì)胞癌變。美國(guó)藥理學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，將腌肉放在微波爐內(nèi)烤45分鐘，取出來(lái)時(shí)既香又脆、味美可口，而且用化學(xué)方法分析，找不到一點(diǎn)亞肖胺的痕跡。此外，用微波爐加熱肉類食品，還能使肉類食品的營(yíng)養(yǎng)成分得到充分保護(hù)。
　　大型微波爐或微波設(shè)備一般都采用不銹鋼材料做成微波腔體，其最大特點(diǎn)是表面強(qiáng)度高和耐更高的溫度以及不易生銹等。不銹鋼爐腔從鋼板材質(zhì)上就保證了不易生銹，即使磕碰出較大的凹坑，也不會(huì)失去“不銹”的特性。不銹鋼不易生銹已成共識(shí)。對(duì)于一般環(huán)境和使用條件下的不銹鋼微波爐，也可以認(rèn)為，不銹鋼爐腔是永不生銹的。不銹鋼材料相對(duì)表面電阻較小，在微波的作用下，其表面渦流也就小些，從而表現(xiàn)為這種材料的微波損耗小，反射率高。
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