誰家還沒有個(ge) 微波爐呢?用微波爐加熱,又快又方便。可是,許多人說微波爐加熱的射頻會(hui) 致癌,還有人害怕微波泄漏會(hui) 對人產(chan) 生危害,這些說法都是真的嗎?
一. 微波加熱原理
首先我們(men) 來解釋一下微波爐為(wei) 什麽(me) 能加熱食品。
微波是波長最短的無線電波,波長與(yu) 紅外線接近。現在市場上的微波爐大多使用頻率是2.45GHz 的微波,也就是說每一秒有24.5 億(yi) 個(ge) 周期,這個(ge) 頻率與(yu) 無線路由器WiFi的頻率2.4GHz 接近,隻不過,微波爐的功率比無線路由器大得多。
食物中含有水分、脂肪、蛋白質等成分,而微波可以使這些分子摩擦生熱。以水分子為(wei) 例,水分子由一個(ge) 氧原子和兩(liang) 個(ge) 氫原子構成,氧原子吸引電子的能力更強,而氫原子吸引電子的能力較弱。於(yu) 是,當氧原子和氫原子構成水分子時,電子更加偏向氧原子,造成正電荷中心和負電荷中心不重合,好像氧原子一端帶負電,氫原子一端帶正電一樣。這種分子稱為(wei) 極性分子。
極性分子處於(yu) 電場中,就會(hui) 發生轉動。這是因為(wei) 電場對電荷有力的作用:對正電荷作用力的方向與(yu) 電場方向相同,對負電荷作用力的方向與(yu) 電場方向相反。這兩(liang) 個(ge) 等大反向但不共線的力稱為(wei) 一對力偶,在這對力偶的作用下,氧分子和負電荷中心會(hui) 轉動到靠右,而氫原子和正電荷中心會(hui) 轉動到靠左。
如果電場是恒定不變的,那麽(me) 當氧原子轉到右側(ce) ,氫原子轉到左側(ce) 時,轉動就結束了。可是,微波中的電場是周期性變化的,經過很短的時間,電場方向就會(hui) 變成向右的。這樣一來,在電力的作用下,水分子又會(hui) 發生相反的轉動。
由於(yu) 微波頻率是2.45GHz,也就是每秒會(hui) 有24.5 億(yi) 個(ge) 周期,電場會(hui) 反複變化。於(yu) 是水分子就反複的左右轉動,發生振動。
這個(ge) 頻率是人們(men) 精心設計的。因為(wei) 頻率太高的電場,水分子來不及轉動。頻率太低的電場,水分子轉動太慢,不能很快加熱。這個(ge) 頻率與(yu) 水分子、蛋白質分子和脂肪分子的共振頻率接近,能夠使得這些分子最大限度的振動。在振動過程中,這些分子會(hui) 彼此碰撞,摩擦,從(cong) 而產(chan) 生熱量。由於(yu) 微波爐可以穿透一些物體(ti) ,因此微波爐會(hui) 使得食物內(nei) 外一起加熱,速度更快。
看到這裏大家明白了嗎?微波爐加熱不過是摩擦生熱,並不存在致癌機理。
二. 微波是如何產(chan) 生的?
微波爐中的微波是如何產(chan) 生呢?我們(men) 需要了解一下微波爐的結構。
首先,微波爐中的變壓器將220V的市電變為(wei) 高壓,輸入磁控管。磁控管可以產(chan) 生大功率的微波,微波在導波管中前進,導入攪拌器。攪拌器好像一個(ge) 旋轉的電風扇,隻不過它的扇葉是金屬的,可以反射微波。於(yu) 是在攪拌器旋轉的過程中,微波就被攪亂(luan) ,從(cong) 而反射到微波爐內(nei) 的各個(ge) 方向。
微波進入爐腔之後,爐腔的四壁、觀察屏的金屬網又起到了反射電磁波的效果,微波在爐體(ti) 內(nei) 壁和金屬網上反複反射,照射到爐子裏的各個(ge) 部位。同時,食物放在一個(ge) 可以旋轉的盤子上,這些措施都是為(wei) 了保證食物能夠被微波均勻照射,通過分子振動一起加熱。
微波爐的核心部件是磁控管,這是一個(ge) 可以產(chan) 生微波的裝置。
在磁控管中間,有金屬鎢棒,在高壓作用下,金屬棒會(hui) 發射電子。電子從(cong) 中心的陰極運動到周圍環形的陽極上,呈發散狀。在磁控管兩(liang) 端有兩(liang) 塊磁鐵可以產(chan) 生磁場。電子在磁場中運動,會(hui) 受到磁場的作用力,稱為(wei) 洛侖(lun) 茲(zi) 力。這個(ge) 力會(hui) 造成電子向外運動的過程中,發生旋轉。
由於(yu) 外側(ce) 接收電子的外圈是鋸齒狀的,因此在電子向外擴散並且旋轉的過程中,電子遇到的部位形成負極,電子沒遇到的鋸齒是正極,電流的流向會(hui) 反複發生變化,形成交變電流,並發射電磁波。
三. 微波爐對人有害嗎?
剛才我們(men) 已經說過,微波爐加熱食物不存在致癌機理。但是還有很多人懷疑:微波爐的微波會(hui) 不會(hui) 對人產(chan) 生危害呢?
之前我們(men) 講過:微波是電磁波的一種,電磁波就是電場和磁場相互激發產(chan) 生的一種物質。我們(men) 按照波長從(cong) 長到短,大致可以把電磁波分為(wei) 無線電、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、伽瑪射線幾個(ge) 部分,微波就是波長比無線電短、比紅外線長的電磁波。也有人把微波歸類到無線電裏,是無線電中波長最短的電磁波。
X射線和伽瑪射線的確會(hui) 對人體(ti) 產(chan) 生危害。因為(wei) 人體(ti) 內(nei) 的大量細胞隨時都在進行複製,當伽瑪射線照射正在複製中的細胞時,有可能將DNA 鏈打斷,造成細胞死亡,或者錯誤複製,從(cong) 而產(chan) 生死亡或者癌變細胞。醫療上伽瑪射線用於(yu) 殺死癌細胞,即所謂放射性療法。X射線的殺傷(shang) 性較伽瑪射線稍小一些,醫療上用於(yu) 透視。
但是到了可見光、紅外線波段,頻率比較低,波長比較長,在一定的功率情況下對人體(ti) 已經沒什麽(me) 危害。微波比光的波長還要長,頻率還要低,因此更不會(hui) 對人產(chan) 生直接危害。手機信號、電視信號,一部分廣播、雷達等,使用的電磁波都在微波的範圍內(nei) ,一般都不會(hui) 對人產(chan) 生傷(shang) 害。有人經常懷疑wifi 信號對人有害,所以家裏有人懷孕了,就要把 wifi信號掐斷。但是手機信號、廣播信號也差不多在這個(ge) 頻段,誰能把手機信號和廣播信號掐斷呢?
還有人在想:雖然微波不致癌,但是如果靠近微波爐,人會(hui) 不會(hui) 被微波爐烤熟呢?
實際上,微波爐的金屬壁和金屬網會(hui) 起到很好的屏蔽效果,微波泄漏到爐外的量少而又少。市麵上所有合格的微波爐產(chan) 品微波泄漏都遠遠低於(yu) 國家標準,都是可以放心使用的。
如果一定要做個(ge) 實驗,不妨將家用無線路由器放入微波爐,檢測一下wifi 信號是不是消失了。如果消失,就說明wifi 信號被限製在微波爐內(nei) 了。之所以用無線路由器,是因為(wei) 它發射的信號也是2.4GHz,與(yu) 微波爐接近。而手機信號與(yu) 微波爐的頻率相差比較多,屏蔽效果沒有wifi 信號好。
四. 使用微波爐應該注意什麽(me) ?
雖然微波爐能給我們(men) 的生活帶來很多大的方便,但是微波爐使用不當也容易造成事故。在使用微波爐時大家一定要謹記下列要點:
❌1.千萬(wan) 不要將金屬容器或帶有金屬花紋的容器放進微波爐。金屬會(hui) 反射電磁波,造成微波無法穿透金屬加熱食物。同時,微波會(hui) 在金屬表麵產(chan) 生感應電流,金屬與(yu) 微波爐內(nei) 壁之間有可能發生感應產(chan) 生電火花,造成火災事故。
❌2.不要將密封的容器、食品放入微波爐。微波爐加熱時會(hui) 產(chan) 生蒸汽,如果容器是密封的,或者食品有皮,如生雞蛋、西紅柿等,可能會(hui) 造成爆炸,噴的整個(ge) 微波爐都是食物,擦起來很費勁。
❌3.不要使用普通塑料容器。普通塑料容器不吸收微波,但是在食物加熱時,食物會(hui) 將熱量傳(chuan) 遞給塑料,有可能造成塑料軟化,釋放出有害物質。
❌4.不要用微波爐燒開水。因為(wei) 微波爐獨特的加熱特點,在水溫升高到100度時,可能依然不沸騰。但是我們(men) 把水從(cong) 微波爐中拿出,經過一點小小的擾動,水可能會(hui) 爆沸傷(shang) 人。
使用微波爐加熱,一般要使用陶瓷、玻璃或者微波爐專(zhuan) 用的塑料容器。這些容器不吸收微波,不會(hui) 自身生熱,同時在高溫作用下也不會(hui) 變形或釋放有害物質。
現在,你可以放心的使用微波爐了。
來源:李永樂(le) 老師
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