“你说说这公平吗,我们做道菜少说也要十分钟,凭啥微波炉热菜两分钟就完事了,啊?”
别打啦别打啦,咱们得先问问清楚,微波炉为何需要转圈吧,这事咱们得从这几位厨具的加热原理说起了。
大部分厨具加热食物的时候,都是从外向内加热的。比如电饭锅,先是线圈产热,然后这个热量再经由内胆传给里面的米饭。而米饭也是离线圈近的下边先热,上边的地方后热。
炒菜也一样,离锅近的地方热得快,而碰不到锅的地方热得慢,这也就是我们炒菜时要不停翻炒的原因之一。
这个微波不一样的地方就在于,它能穿过食物的表面,立即进入食物的内部,让食物内、外的分子都一同受到它的影响,达到里外一起热的效果。
话说到这,微波炉确实与众不同,但为什么它要一边加热一边转圈呢,稳稳当当的加热不好吗?
微波确实能进到食物里,但能穿过表层进入食物里面,就从另一方面代表着它能再穿过食物跑到外边去,所以如果微波只从食物里经过一趟,加热的效果并不会很明显。好在微波炉的内壁能反射微波,微波反射后还能再次进入食物对其进行加热。
由于真实的情况中微波是在三维的微波炉内壁进行多次反射,这样的一个过程很复杂,我们把这样的一个过程做一个简化,就分析一下一维的微波只反射一次的情况,分析完这个,我们也能够大致了解微波炉转圈的原因。
微波炉的微波主要是通过作用于食物中的水分子来实现加热的,在一维的情况里,一个波射过来然后再反射,那对于食物里的分子来说,就等于有两列波对它同时起作用,我们大家可以把这种作用想象成水波对浮在上面的小船的作用,波峰过来,小船就往上走,波谷过来小船就往下走。
在这个过程中,必然会有两列波的波峰同时到达某些地方的情况,那这样一个时间段一个波要带着这个分子往上走,另一个波也要往上走,两个波峰相遇,它们对食物分子的加热效果就会加强;
但并不是什么位置都加强,还有的位置,一列波的波峰过来,刚好会遇到另一列的波谷,等着变的波谷来了,另一边又是波峰了,两边总是反过来,那这时候两边效果就会相互抵消,从食物分子的视角来看,这里就跟没有微波的时候一样,所以这一个位置的食物压根也热不起来。(一列波和它的反射波叠加,有的地方振动加强,有的地方振动减弱的现象、我们也称之为“驻波”。)
这样有的地方超级热,有的地方又一点也不热,从整体上看,两列波合起来的效果就会造成食物的加热不均。
刚才我们分析了一维下微波只反射一次的情况,微波炉虽然是三维的、里面的反射也有很多次,但真实的情况跟刚才的也比较类似,就是加热的时候也会遇到冷热不均的情况。
所以为了让食物能加热均匀,微波炉才不得不加了个转盘,保证食物能均匀加热。
说到这,电饭锅和电磁炉都理解了微波炉,真是谁都不容易,厨房里又恢复了和谐。
作者:问题小分队审核:北交大物理实验室高级工程师 周晓亮出品:中国科协科普部监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司