我在回新新的帖子的时候也另外简单说明了微波加热的原理，是水分子（包括蛋白质和碳水化合物中的结合水）吸收微波后发生共振产热。
原作者所谓的热点，是从干涉波源发出的波发生干涉时产生的网格上的亮点，即两束波叠加形成振幅为原波的两倍的波峰处。这样的两个亮点之间的距离确实是波长的一半。在中学物理里面似乎有说明，保留有初中物理课本的坛友不妨翻一下看。
原贴有问题的地方在于，微波炉中的波场没有那么简单，不可能形成理想的网状干涉波纹。在这种情况下是否可能准确测得两个热点之间的距离是有疑问的。
我说说我对微波炉的工作原理的理解，只是个人的一点看法，欢迎批判。
首先，底下那个帖子，原作者非常卑劣。为什么这么说呢，因为本来这个东西大家懂得就不多，都希望得到一点知识，可是他却在那里宣扬错误的理论，确切地说，是故意的误导。从那个帖子可以看出，他知道很多理论，还知道计算公式，更知道微波炉的微波波长是6厘米左右。然后就精心制作了一个骗局，欺骗大家，可能有些人就真的信以为真了，以为自己明白了新知识，可能到死那天都不知道真相，所以我才说，这个作者非常卑鄙。这种人，就应该拉到联合国，罪名就是：反人类科学罪。确切地说，应该是：故意散布伪科学，误导人类。这跟以前一个什么小女孩做冰激凌，发现热的牛奶先结冰，冷的后结冰。本来这是一个错误的实验方法导致的错误结论，很简单的一个事情，被一些人一渲染，竟然成了什么以这个小女孩名字命名的一个现象，导致这个世界很多人都深信不疑。罪不在这个小女孩，罪在这些散布这个错误结论的无知的学者。最后这个事情被平反了，我看了那个文章，自己也做了两次试验，还是冷的先结冰，后来也为自己无知和轻信感到羞愧。
那么，继续说这个微波炉，我们稍微想一下，就很容易揭穿他的谎言。就算不明白微波炉的原理，那么，我们也应该知道，微波炉里的，到底是不是仅仅一条波？当然不是。那么，那两个圆点明显是作者所说的“一条波的叠加作用”的结果，当然是更荒谬的了。就像底下那个回帖，它至少也得是个圆环啊，怎么可能就是两个点呢？就算是N条波，作用成一个圆环，那么，我们用过微波炉的都知道，食物基本怎么可能是只热一个圈呢？谣言不攻自破。
那么，微波炉里的到底是什么？我说，里边是一个频率为2.45千兆（2.45M HZ）的高能电磁场。大家都知道，频率是波的一个属性，指每秒震荡次数，而原作者却告诉我们，频率是指“每秒能产生2450000000个微波”。他要是现在站在我面前，我一砖头削死他。
请大家看这个文章（也是错误百出，在最后一一列出。当然，基本原理是对的，大家可以参考）
那么，既然微波炉里边是一个频率为2.45千兆的电(磁)场（高频的电场和磁场是不分离的，因为变化的电场在周围产生磁场，而变化的磁场在周围也产生电场），所以，微波炉本身不是热源，能是高能电磁源。也没什么“热点”，“热线”，“热面”之类的概念，它不是烤炉。
那么，它是怎么加热食物的呢？我们都知道，书本放进去，不热，单独的盘子放进去，不热，饼干放进去，不热。只有湿的食物放进去，会热（食物里有水，而非纯净的水是导体）10年前，我有个错觉（我想很多人也有这个错觉）就是：只有导体会被微波加热，绝缘体不会热。而且，千万不能放金属（纯导体）进去，金属会被迅速热化，甚至沸腾，最后爆炸。这是我10年前的认识。
有一天，我回到家，看到我哥用微波炉，里边放着一个铁盆，盆里是鸡肉，正在加热。我一看不好，扑过去，切断了电源，当时语气非常不好，怒吼，“微波炉里不能放金属！”我哥还挺委屈：“我以前一直这么加热啊” 我突然很迷茫了，这是怎么回事呢。
当时的网络不发达，资料不像现在这么好查，带着迷茫，上了大学物理课。其中有大二开的《普通物理》，还有《模拟电路》。
普通物理课的余教授非常厉害，中科院院士，对声学，原子物理非常有研究，国际物理协会的头衔一堆，非常有名。他在课堂上基本就不讲课本，只讲自己研究的那些东西，考试他出题，就考他讲的这些东西，书上的基本不考，就是这么一个牛人。很复杂的相对论，他一讲就简单了，他讲的《物理哲学》，还竟然有文科生来听课。余教授始终在传扬一个道理，就是，能在大学讲课的，决不能就是仅仅看了几本书，或者几本教材，然后就来给别人讲，那就是误人子弟。因为他本身的头衔很大，学生基本都是仰望的态度，很少有敢质疑什么的。他说：“不质疑能行吗？天为啥是蓝的，谁能现在给大家解释解释，我期末给他加10分。” 喊了半天，没人敢说。我站起来说，“很简单啊，就是散射嘛。太阳光里有很多颜色，波长长的都穿透了大气层，蓝光的波长最短，穿不透大气层，在大气层里被散射了，我们看到的，就是蓝色了。”其实这个道理很多人都明白，但是我刚说完，他就问：“不是蓝光，紫光的波长才是最短的，那么，为什么天空不是紫的呢？”我说：“那可能就是蓝的和紫的都短，蓝的多一些，紫的少一些，显蓝色。或者根本就是紫色，但是紫色在进入人眼之前，被其他颜色的光混合，或者冲淡了，显蓝色而已。”
余教授嘿嘿笑了半天，说：“你以为是画画调色呢？”后来他还说， 关于这个问题，他写过论文呢。（实际上是大气中的水蒸气，对可见光波段的吸收曲线之异常变化的问题）我当时就觉得，能质疑蓝色天空的人，绝对不简单。有一次课后问了他两个问题，一个是微波炉的原理，他就说了四个字：变频，振动。
就是关于法拉第笼的问题，我问，为什么屏蔽有的电需要桶，而有的只需要笼子(几根稀疏的铁丝) ，这个疏密程度跟什么有关？他非常坚定地说了两个字：频率。
我当时佩服得五体投地，就明白了，为什么他总说，不能只看一两本书就出来教课。
当时的网络不发达，问了高人，就感觉自己明白了。我当时是这么理解“变频”“振动” 这四个字的：微波炉有一个不断变化频率的电磁场，这个电磁场把微波炉里的一切导体中的自由电子在周围振动，这样就产生了热。所以一切导体都会被加热，水，金属。 而金属（几乎零电阻）的加热更是异常地剧烈，沸腾，还可能爆炸。而绝缘体不会被加热。
后来我明白了，“变频”，是指把照明电路的50赫兹，变成2.45千兆赫兹的电磁场。然后通过磁控管，输出到炉腔。这么个“变”频。这个微波管，就是微波炉的核心部件。什么叫微波？就是指频率高，波长“微”的这么一种波。跟其他波一样，声波，光波，引力波，可见光，长波电台，短波电台，电视台，手机，家用电器，X光，潜艇声纳，一样。不同的是，这些波长和频率不同，传播介质不同。除了光波，电磁波，引力波，其他的波传播需要介质。为什么其他的电磁波对人体几乎没有影响，而手机和微波炉对人体的影响大呢，就是因为这两个是高频的。高频，波长就短，能量容易被人体吸收，而长波，一个波长好几百米，直接越过人体，越过楼房，越过深水，几乎对生活没有影响。
微波炉里边是2.45千兆的电(磁)场，那么，水分子的空间结构大家都知道，一个氢原子，两个氧原子，而且是液体（分子间引力相对小，空隙大）极性分子。科学家发现，水分子在高频电（磁）场的作用下，就会无规则运动。无规则的运动，就是热能的另一个定义。而有规则的运动，是动能的范畴。也就是说，水分子在水分子在高频电（磁）场的作用下，无规则运动，在分子周围的空间，做剧烈振动，剧烈转动，剧烈运动，（其实有点类似于共振，但也不全然），这样，水就被加热了。
也就是说，微波炉的加热过程，就是能量从电磁能，转化为热能的这么一个过程。水吸收了来自电磁场的能量，转化为自身的热能。
我想了几个很经典的问题：
1，为什么频率恰恰是2.45千兆？多点，少点，会如何？
我的理解是：多点，少点，都不是最好的频率，这个频率是人们琢磨出来的比较好的频率。频率再高一些，那么，尽管它的能量更高了，但是它的波长就更短了。大家都知道，能量高，波长短，消耗快，传得近（紫光就是个例子，所以交通灯不用紫灯），那么这个波在食物的表面就被消耗了，进不到食物核心。而频率再低一些呢，波长就长了，又是跟长波信号一样了，直接越过食物，能量根本不被吸收，没有任何影响。
2，只有水会被加热吗？其他液体会不会？冰会不会？食用油会不会？金属会不会？
我的理解是，冰块的分子式跟水一样，但是它是固体，分子团结紧密，不会轻易振动，所以纯冰块放到微波炉里，几乎没反应。大家可以自己动手做一下。纯冰块，里边千万别含水。
其他液体呢？含水的液体，比如果汁，自然不用说。不含水的，比如纯酒精，甘油，食用油，得看是否是极性分子。我刚才加热一杯食用油，5分钟，没有任何温度的升高，大家可以自己试验一下。
最后说说误导了我很久的金属。大家都知道，微波炉里边是2.45千兆的电(磁)场，也就是高频振动的电磁场。高频的电场和磁场是不分离的，因为变化的电场在周围产生磁场，而变化的磁场在周围也产生电场，二者是互相垂直的。我们把金属放进去，那么，在高频变化的电磁场的作用下，这些固体里结合得非常密集的原子本身并不像液体水分子那么容易振动，所以不会被加热。但是，有趣的是，既然是金属导体，在高电磁场中，它必然产生感应电势（本来应该是感应电流，但是没有回路，不形成电流，只形成电势差）而且这个感应电势很高。如果在通电过程中，把手能伸进去摸一下，形成回路了，有了电流，肯定一下子电死了。 这个感应电压应该是很高的，而且大家都知道，尽管没有回路，但是电子在电磁场的作用下集中在金属的最外端和尖端（静电屏蔽，以及法拉第笼的原理）如果这个金属的形状是圆的（比如我哥热菜的那个盆）倒无所谓了，如果是尖的，比如叉子，那么很多电子集中在这个尖端，在这种变态高的电压的作用下，很可能就击穿貌似绝缘的空气，甚至一部分电子飞越出去，形成电子流。而事实正是这样的，很多尖端金属在微波炉里就是冒火花的。比如叉子，外卖店的铝箔盒（边缘不光滑），放到微波炉里，噼里啪啦冒火花。
所以，最好不要放任何金属进去，非常危险的。
另外，里边的电磁场是被微波炉外边的金属内壁，也就是法拉第笼给静电屏蔽了，所以不会泄露出来。而这个微波炉的炉门的观察窗户里的金属丝的密度跟什么有关？大家已经都知道了，跟频率有关。
关于微波炉，还有很多问题可研究，主要就是靠观察。里边有一次有食物残渣，进去一些蚂蚁。我气坏了，关门，转开关，一边咬牙切齿：烫死你，烫死你，一开门，人家活的好好的。现在也明白了，蚂蚁里的水分太少了，或者蚂蚁太小了，微波波长对它来说，就跟对人的长波波段一样，不起作用。
另一个就是，大家会发现，有人说什么微波能杀菌，大家现在也知道了，可千万别信。把一个干的针筒扔进去，你转它一天，该多少细菌还是多少细菌。
最后，更有心的人会发现，微波炉的炉盘，有时候逆时针，有时候顺时针。这个不是我观察的，是余教授告诉我们的。为什么呢？因为它底下的那个转动电机
，通的是交流电，按照交流电瞬时的方向转。交流电每秒变化50次，它赶上哪波走哪波，几率正好是一半一半，用余教授的话说，“跟扔硬币的几率一样，以后你们要扔硬币的时候，就改成看微波炉的转向，更显得有学问。”
请大家看这个文章（也是错误百出，在最后一一列出。当然，基本原理是对的，大家可以参考） 另外，一开始这个文章提到，一个工程师的固体的巧克力被微波融化了，我同样很质疑这个事情。就算他这个雷达的频率跟我们日常的微波炉不同，但是，固体巧克力能融化所需要的微波（请注意是波，不是热源）的能量，我觉得对人体足以构成致命。 还有，文中说，食物分子每秒来回极化(即摆动)二十四亿多次，这是不对的，是水分子而已。另外，也不可能是二十四亿多次，这是对“共振”的概念的误解。 |
看来, 原作者所叙所作的并不与"微波加热原理"矛盾. 实际上, 他文中没有涉及微波加热原理(更没有否认几乎是公认的微波加热原理). 请仔细地看, 他到底说了什么? 他只说了: 炉腔内, 由于微波的干涉加强, 有"热点"的存在, 根据两"热点"的距离可以测出微波的波长, 进而算出光速. 请注意: 这里的所谓"热点", 只是指加热较其它部位更甚的地方, 并不是说只有这两点加热而其它地方不加热. 换句话说, 他只是意指: 炉腔内微波的强度不是均匀分布的, 是某些部位强于其它部位的 --- 由于有微波的干涉加强的存在. 所以我说, 原作者所叙所作的并不与"微波加热原理"矛盾. 好, 现在问题归结为: 到底在炉腔内有没有微波的干涉加强? 会不会产生作者所说的"热点" (即某些加热较其它部位更甚的部位)? 我原来就倾向于相信(所以有我在下贴中对色盲M的回贴), 但在众人对原作者的声讨中, 我不敢犯众怒啊! 所以, 我花了两个多小时google找证据. 看来答案是肯定的. 我把几个google出来的相关结果在跟贴中贴出, 请各位注意以下几个要点(我的理解): ---- 微波炉的炉腔内微波的强度不是(至少不一定是)均匀分布的; ---- 这个不均匀分布是微波的相干干涉(干涉加强, constructive interference)的结果; ---- 这种constructive interference来源于发射波与炉壁的反射波的相干干涉: 炉壁表面为结点, 形成驻波(standing wave). 驻波的振幅最大处就是"热点"所在处, 故两"热点"的距离对应于微波的半波长. (anyway, 还是大家自己看google的结果吧) |
看不见网页请按这里链接:
本贴由[husonghu]最后编辑于：2007-7-10 23:18:54 |
本贴由[husonghu]最后编辑于：2007-7-10 23:33:8 |
微波是電磁波的一種，波長範圍在 1 mm 到 1 m 之間，國際上規定家用微波爐的微波 波長為 122 mm，對應頻率為 2450 MHz，選擇這個波長，主要是為了避免干擾通訊電波 。為甚麼微波爐產生的微波能快速加熱食品呢？原來微波能容易穿透絕緣物體，但遇到 有水份的食物便會使水分子和它一起以相同的頻率振蕩，振簜中分子與分子互相摩擦， 從而產生熱量。微波爐產生的微波功率較大，一般從600 W到2000 W之間。水分子在微波 中每秒振蕩24.5億次，這種振蕩幾乎是在食物的內外各部分同時發生，因此波加熱的食 品能夠在很短的時間內，把整份食物煮熟 |
我在回新新的帖子的时候也另外简单说明了微波加热的原理，是水分子（包括蛋白质和碳水化合物中的结合水）吸收微波后发生共振产热。 原作者所谓的热点，是从干涉波源发出的波发生干涉时产生的网格上的亮点，即两束波叠加形成振幅为原波的两倍的波峰处。这样的两个亮点之间的距离确实是波长的一半。在中学物理里面似乎有说明，保留有初中物理课本的坛友不妨翻一下看。 原贴有问题的地方在于，微波炉中的波场没有那么简单，不可能形成理想的网状干涉波纹。在这种情况下是否可能准确测得两个热点之间的距离是有疑问的。 |
正如我下面的回帖所说，原帖讨论的并非加热原理，我在回复新新的帖子中也有说明。希望楼主先看清楚原帖再表示义愤。  另外关于波长的定义，确实表述的是波周期震荡的属性，但是为了直观，说成在每秒钟产生多少“个”波不能说是谎言，只能说是不规范。 我一直想做一个实验去证实原帖作者的测量办法是否可，特别是是否会产生密集的无数个过热造成的洞眼且相互间距不规则。可惜现在旅行中，不太方便。有条件的坛友如果有兴趣不妨试试。  |
你们始终认为，波的能量集中在波峰和波谷.......难道波的能量就是集中在波峰和波谷吗？或者说，难道波的能量，就是这么在真空中传给其他介质的吗？有这么简单吗？ 之所以会有这样的误解，我想了一下，就是因为，大家对机械波和电磁波的区别不清楚所致。机械波的能量，是靠介质的振动传播。比如我们熟悉的声波，大家可能知道两个音箱的摆放对声音的大小有影响，因为干涉，有的地方声音大，有的地方声音小，那么，大家认为，声音大的地方能量大，声音小的地方能量小，没有声音的地方没有能量。难道微波炉里的能量传播，也是因为干涉，最后波峰和波谷的能量高，这些地方就热，是这样吗？？电磁波的能量，到底跟什么有关？振幅？还是频率？还是都不对？大家说说看。电磁波的能量传递，到底是靠什么？靠介质传播？还是是靠这个波形本身传播？还是靠周围变化的电磁场传播？还是靠自身能量传播？ 最后回归到原题，这个电磁波把能量传播给水，靠的是什么？大家说说看。 最后，难道我们对电磁波的所有理解（包括能量的产生和能量的传递），就跟这个原作者的骗局一样，跟机械波，跟两个音箱，跟两个水波的理解一样类比吗？那这傻的就不是作者了，而是读者了。 |
Repeat: 微波能够加热食物,当然靠"波"和食物中的极性"介质"的相互作用! 就象题里,"热点"当然是微波作用在蛋清上的结果. 没有蛋清这个介质, 也就无所谓"热点". 没人不懂"微波加热原理", 这几乎是common knowledge了. 更没人否认"微波加热原理". 但我们是在谈"波"这方面. 难到有了"介质", "波"就不可能有干涉? 关于constructive interference和destructive interference, 三个google结果, 已经讲得很清楚了. 我不想再翻译了. 它们也已经谈到了微波的"驻波"的形成(standing wave)的原因, 并且实际上已经谈到了微波炉里"热点"的存在----好了, 我把最后一句改成: 并且实际上已经谈到了微波加热时(即微波与被加热介质相互作用时)"热点"的存在----要不然, 你又要说我不懂"微波加热原理"了  (正如色盲MM所说, 我们原来想探讨的是: 微波炉里, 微波干涉形成的具体机制和测量法; 要测量,当然要靠"介质"来反映. 从来就没人与"微波加热原理"矛盾过) 本贴由[husonghu]最后编辑于：2007-7-13 0:40:18 |
那我想难以使人信服吧? 电磁场和电磁波本来就不可分, "波"就是"场", "场"就是"波", 微波就是如同光波和radio波一样, 是电磁辐射的一种. 不争了, 还是看一下这个吧: 本贴由[husonghu]最后编辑于：2007-7-13 1:10:42 |
微波某些方面的性质是可以和机械波类比的。至于能量的传递，前面都已经解释了，是通过水分子的共振。而所谓“热点”接受的能量高，是由于波的叠加。热点那里的波的振幅大也是因为两束波的能量集中到了一点，而在其它地方，由于两束波的作用部分或全部相互抵消而能量较低。 |
里边有一次有食物残渣，进去一些蚂蚁。我气坏了，关门，转开关，一边咬牙切齿：烫死你，烫死你，一开门，人家活的好好的。现在也明白了，蚂蚁里的水分太少了，或者蚂蚁太小了，微波波长对它来说，就跟对人的长波波段一样，不起作用
1，如果是一堆蚂蚁，能不能加热 2，如蚂蚁大的一滴水，能不能加热 |
| 欢迎光临 珍珠湾ART (http://zzwav.com/) | Powered by Discuz! X3 |
