誰家還沒有個微波爐呢？用微波爐加熱，又快又方便?？墒?，許多人說微波爐加熱的射頻會致癌，還有人害怕微波泄漏會對人產(chǎn)生危害，這些說法都是真的嗎？

一. 微波加熱原理

首先我們來解釋一下微波爐為什么能加熱食品。

微波是波長最短的無線電波，波長與紅外線接近?，F(xiàn)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 億個周期，這個頻率與無線路由器WiFi的頻率2.4GHz 接近，只不過，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(zhì)等成分，而微波可以使這些分子摩擦生熱。以水分子為例，水分子由一個氧原子和兩個氫原子構(gòu)成，氧原子吸引電子的能力更強(qiáng)，而氫原子吸引電子的能力較弱。于是，當(dāng)氧原子和氫原子構(gòu)成水分子時，電子更加偏向氧原子，造成正電荷中心和負(fù)電荷中心不重合，好像氧原子一端帶負(fù)電，氫原子一端帶正電一樣。這種分子稱為極性分子。

極性分子處于電場中，就會發(fā)生轉(zhuǎn)動。這是因為電場對電荷有力的作用：對正電荷作用力的方向與電場方向相同，對負(fù)電荷作用力的方向與電場方向相反。這兩個等大反向但不共線的力稱為一對力偶，在這對力偶的作用下，氧分子和負(fù)電荷中心會轉(zhuǎn)動到靠右，而氫原子和正電荷中心會轉(zhuǎn)動到靠左。

如果電場是恒定不變的，那么當(dāng)氧原子轉(zhuǎn)到右側(cè)，氫原子轉(zhuǎn)到左側(cè)時，轉(zhuǎn)動就結(jié)束了?？墒?，微波中的電場是周期性變化的，經(jīng)過很短的時間，電場方向就會變成向右的。這樣一來，在電力的作用下，水分子又會發(fā)生相反的轉(zhuǎn)動。

由于微波頻率是2.45GHz，也就是每秒會有24.5 億個周期，電場會反復(fù)變化。于是水分子就反復(fù)的左右轉(zhuǎn)動，發(fā)生振動。

這個頻率是人們精心設(shè)計的。因為頻率太高的電場，水分子來不及轉(zhuǎn)動。頻率太低的電場，水分子轉(zhuǎn)動太慢，不能很快加熱。這個頻率與水分子、蛋白質(zhì)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，這些分子會彼此碰撞，摩擦，從而產(chǎn)生熱量。由于微波爐可以穿透一些物體，因此微波爐會使得食物內(nèi)外一起加熱，速度更快。

看到這里大家明白了嗎？微波爐加熱不過是摩擦生熱，并不存在致癌機(jī)理。

二. 微波是如何產(chǎn)生的？

微波爐中的微波是如何產(chǎn)生呢？我們需要了解一下微波爐的結(jié)構(gòu)。

首先，微波爐中的變壓器將220V的市電變?yōu)楦邏?，輸入磁控管。磁控管可以產(chǎn)生大功率的微波，微波在導(dǎo)波管中前進(jìn)，導(dǎo)入攪拌器。攪拌器好像一個旋轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇，只不過它的扇葉是金屬的，可以反射微波。于是在攪拌器旋轉(zhuǎn)的過程中，微波就被攪亂，從而反射到微波爐內(nèi)的各個方向。

微波進(jìn)入爐腔之后，爐腔的四壁、觀察屏的金屬網(wǎng)又起到了反射電磁波的效果，微波在爐體內(nèi)壁和金屬網(wǎng)上反復(fù)反射，照射到爐子里的各個部位。同時，食物放在一個可以旋轉(zhuǎn)的盤子上，這些措施都是為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，這是一個可以產(chǎn)生微波的裝置。

在磁控管中間，有金屬鎢棒，在高壓作用下，金屬棒會發(fā)射電子。電子從中心的陰極運動到周圍環(huán)形的陽極上，呈發(fā)散狀。在磁控管兩端有兩塊磁鐵可以產(chǎn)生磁場。電子在磁場中運動，會受到磁場的作用力，稱為洛侖茲力。這個力會造成電子向外運動的過程中，發(fā)生旋轉(zhuǎn)。

由于外側(cè)接收電子的外圈是鋸齒狀的，因此在電子向外擴(kuò)散并且旋轉(zhuǎn)的過程中，電子遇到的部位形成負(fù)極，電子沒遇到的鋸齒是正極，電流的流向會反復(fù)發(fā)生變化，形成交變電流，并發(fā)射電磁波。

三. 微波爐對人有害嗎？

剛才我們已經(jīng)說過，微波爐加熱食物不存在致癌機(jī)理。但是還有很多人懷疑：微波爐的微波會不會對人產(chǎn)生危害呢？

之前我們講過：微波是電磁波的一種，電磁波就是電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生的一種物質(zhì)。我們按照波長從長到短，大致可以把電磁波分為無線電、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、伽瑪射線幾個部分，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里，是無線電中波長最短的電磁波。

X射線和伽瑪射線的確會對人體產(chǎn)生危害。因為人體內(nèi)的大量細(xì)胞隨時都在進(jìn)行復(fù)制，當(dāng)伽瑪射線照射正在復(fù)制中的細(xì)胞時，有可能將DNA 鏈打斷，造成細(xì)胞死亡，或者錯誤復(fù)制，從而產(chǎn)生死亡或者癌變細(xì)胞。醫(yī)療上伽瑪射線用于殺死癌細(xì)胞，即所謂放射性療法。X射線的殺傷性較伽瑪射線稍小一些，醫(yī)療上用于透視。

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已經(jīng)沒什么危害。微波比光的波長還要長，頻率還要低，因此更不會對人產(chǎn)生直接危害。手機(jī)信號、電視信號，一部分廣播、雷達(dá)等，使用的電磁波都在微波的范圍內(nèi)，一般都不會對人產(chǎn)生傷害。有人經(jīng)常懷疑wifi 信號對人有害，所以家里有人懷孕了，就要把 wifi信號掐斷。但是手機(jī)信號、廣播信號也差不多在這個頻段，誰能把手機(jī)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，人會不會被微波爐烤熟呢？

實際上，微波爐的金屬壁和金屬網(wǎng)會起到很好的屏蔽效果，微波泄漏到爐外的量少而又少。市面上所有合格的微波爐產(chǎn)品微波泄漏都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，都是可以放心使用的。

如果一定要做個實驗，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 信號被限制在微波爐內(nèi)了。之所以用無線路由器，是因為它發(fā)射的信號也是2.4GHz，與微波爐接近。而手機(jī)信號與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(yīng)該注意什么？

雖然微波爐能給我們的生活帶來很多大的方便，但是微波爐使用不當(dāng)也容易造成事故。在使用微波爐時大家一定要謹(jǐn)記下列要點：

?1.千萬不要將金屬容器或帶有金屬花紋的容器放進(jìn)微波爐。金屬會反射電磁波，造成微波無法穿透金屬加熱食物。同時，微波會在金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬與微波爐內(nèi)壁之間有可能發(fā)生感應(yīng)產(chǎn)生電火花，造成火災(zāi)事故。

?2.不要將密封的容器、食品放入微波爐。微波爐加熱時會產(chǎn)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，可能會造成爆炸，噴的整個微波爐都是食物，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，食物會將熱量傳遞給塑料，有可能造成塑料軟化，釋放出有害物質(zhì)。

?4.不要用微波爐燒開水。因為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。但是我們把水從微波爐中拿出，經(jīng)過一點小小的擾動，水可能會爆沸傷人。

使用微波爐加熱，一般要使用陶瓷、玻璃或者微波爐專用的塑料容器。這些容器不吸收微波，不會自身生熱，同時在高溫作用下也不會變形或釋放有害物質(zhì)。

現(xiàn)在，你可以放心的使用微波爐了。

來源：李永樂老師


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復(fù)【最新活動】，了解近期科普活動
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動詳情