“想要自己做蛋糕,但是没有烤箱的烘焙小白怎么办?试试这款零失败的微波炉蛋糕吧!超市买的微波炉蛋糕粉,加鸡蛋和玉米油拌一下,只要3分钟就可以吃到松软美味蛋糕啦!”……众多关于微波炉的美食攻略,道出了微波炉的简便实用。
对于这样一件家喻户晓的家电,大家都有两个共同的认识:1.能给食物加热;2.不能用金属容器盛食物加热。这是为啥呢?
解答上述两个问题我们就要先搞清楚——微波是什么?
微波是波长在1 mm~1 m之间的电磁波,是无线电波中的一个有限频段的简称(300 MHz~300 GHz)。电磁波是电场与磁场以波动形式在空间中传播的震荡波,微波炉就是靠发射微波频段的电磁波来给食物加热的。
(电磁波传播示意图)
微波是如何给食物加热的呢?
当微波到达食物上时,食物中极性分子(正负电荷中心不重合,表现为“一端”带正电荷“一端”带负电荷)尤其是水分子,受方向不停变换的微波的电磁场驱动,其自身不重合的正负电荷中心随电场一起高频振动(每秒变化49亿次),产生了类似摩擦的现象,于是短时间内产生大量的热能,食物就这样被加热啦!
(水分子在电场中的运动示意图)
那么——金属容器盛放食物能用微波加热吗?
基本不能,主要有以下两点原因:
1.金属是导体,电磁学告诉我们导体会产生电磁屏蔽,金属容器内物体感受不到电磁波或是加热效率大大被降低(金属中的电子会在容器的外表面和内表面之间随着电场来回迁移,产生一个内建电场来一定程度抵消外部电场,这就是电磁屏蔽);
2. 金属内部的电荷可以自由移动,金属导体在屏蔽微波的电磁场时电荷会在导体表面重新分布产生电势差,当电势差足够大时会击穿空气产生生电弧放电,这会击坏微波炉内壁损坏微波炉零部件。微波炉的电磁波能量足够强,电子在导体内部移动的动能会变大,当能量大于金属对于电子的束缚,也就是说电磁场给电子的动能大于电子的逸出功时,电子就会跑出金属表面,产生放电弧放电。
简单地说,微波炉加热主要是加热食物中的水分子,金属里没水啊,微波又这么长,只好吸收了吧,吸收了只好想办法放射出去,于是就在金属周围形成电火花了,噼里啪啦的,容易损坏微波炉,对你放进去的金属物体也不好。
微波对一般的陶瓷器、玻璃、耐热塑胶、木器、竹器等具有穿透作用,因此这些是微波烹调用的最佳器皿。近年来市面上也出现了专为微波炉蒸制食物设计的金属炊具,就是利用金属容器的屏蔽作用,遮住我们不想加热的部分,暴露需要加热的部分,从而随心所欲地DIY。当然这类金属炊具形状需要很圆滑,不容易放电,是比较安全的——因为受电场驱动的电子不易在表面大量聚集,这样在一定功率使用下放电现象发生的概率会极大降低。
作者简介:微笑,
在此,鸣谢本文的技术审稿人——新雨,中国科学院大学物理科学学院、国家纳米科学中心在读研究生(豁然堂特约自由撰稿人)
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