微波炉加热原理
是什么?
很多同学都
不知道其
中的原理,
今天就由绿丝
成语网
科学小编为同学讲解
一下这个。
在搞
清楚微波炉加热原理
之前,
我们先来搞清楚
一点微波的原理。
你
知道吗?
普通的家用器具也能变成科学仪器,
用来做
实验呢!
请拿出一口带有
金属锅盖的锅,
然后打开你的手机,把它丢到锅里煮…我
开玩笑的!把你的手机
放在锅里,盖上金属锅盖,然后用另一部手机
或者固定
电话拨打你的号码。锅里的手机响了?
不太可能吧!
现在,把锅盖
稍稍移开
露出一条小缝,手机响了!
光速以及微波的波速:
你
家里的普通器具也
可以用来测量微波的
速度以及光速。在驻波体系中,波的长度L是和其
频率f以及所要
计算的速度c
联系在一起的,公式为:c=Lxf,我们可以在
技术说明书里
找到频率大小,
通常为2.45GHz(1GHz-10亿
赫兹)。你可以
通过以上的实验计算出波长,即为波的
两个结点间距的两倍,
因为在
一个周期中有两个节点。通过计算,得出波长为12cm,即0.12m。
运用上面提到的公式,得出c=294000km/s,与
物理学家计算出的
数字(299792.458km/s)仅有约2%的误差,对于一个加热饭菜的器具
来说已经很
不错了......
这个实验的秘诀
就在于你的锅子是用金属做的(最
常见的
材料是钢),而金属会
阻隔那些手机
天线能接收到的
电磁波。
为了进
一步使你
确信金属是
导致这种现象产
生的原因,你可以改用
塑料锅盖或是
任何一种非金属的锅盖来做这个实验,你会
发现,盖上锅盖,手机铃声照样响起,女士们,
你们或许
注意到了,手机放在提包里的
时候铃照样会响。
确实,你们的手提包是一个华美
优雅的“盒子”,
但是从物理学上
而言它
只是一个封闭的软性容器.
现在,走到微波炉前,取出里
面的转盘,放上
另一个不会转动的托盘(注意要用不
引起崩裂的材料,
比如塑料锅盖),在一个盘子上用蜂蜜划出一条长约20厘米的线,待蜂蜜凝固,然后把盘子放在微波炉里的托盘上。开启微波炉,一分钟后把盘子取出。你
看到了
什么?蜂蜜条上的
有些位置完全融化了,另
一些位置上则
几乎完全
没有变化,
这是为什么呢?因为微波炉内的波是一种驻波,
存在着最大
能量区域和最小能量区域,就像一条弦,振动时会
产生“波腹”及“波结”这
就是为什么微波炉内的托盘要转动的原因-为了
避免产生只加热了局部区域而遗漏另一些区域的
情况发生。
当然,
如果你
喜欢巧克力
的话,也可以用一块巧克力来做这个实验…..
当我们用微波炉加热完
咖啡或是热巧克力后,我们可以
直接拿着杯子而不
觉得烫手。为什么用微波炉加热时,容器的温度大大低于里面盛的
东西呢?
小
提示:在微波炉里,
真正被加热的
只有水而
不是其他物质。
厨房里的加热器具:微波炉的
名字告诉我们,
它的工作原理是将
食物置于微波的
辐射之下。
可是这微波又是什么呢?没什么
特别的:只是看不见的光罢了。微波炉
使用的微波比我们在
太阳下
感受的红外线弱一些,比无线电波、
电视信号波和手机信号波强一些。为什么要
选择这种光波而不是其
他的光波呢?很
简单,因为它产生的能量
恰好能让水
分子振动,而且几乎
只能让水分子振动,对其他分子没什么
效果。
这就是我们所
说的共振:施加在一个
系统中的能量正好与这个系统相
适应,从而能为这个系统提供最
大的能量。如果你在淋浴间里唱歌,
不断改变音高,你会很快发现,唱到某一个特定
音符时(这种
情况下应该比较低),产生的回响最大;你的
声音和淋浴间发生了共鸣(对于邻居而言则是另外一回事),回到微波炉,它产生的能量能使水分子蹦来蹦去,显然,咖啡中所含的水要比杯子多,
所以大
部分的能量都传到咖啡中
去了,只有很少一部分传到了杯子上。
由于衡量微小分子
运动能量的
标准是温度,你这下
明白你的电器是
怎么工作的了吧?所
有的食物或多或少都含有水。所以
它们都可以在微波下被加热。相反,金属会反射微波,就像它会反射普通的光
一样,金属会
阻止能量的转移,从而干扰微波炉的
正常工作:
危险!至此,
同学们应该已经知道了微波炉的工作原理了。