金属与微波,八字不合?
吴昊然
①炒菜可以用铁锅,微波炉却根本不买金属炊具的账。难道金属与微波是死对头吗?
②金属对微波的作用基本有两种:反射和吸收。微波的本质和光一样,是电磁波的一种。家用微波炉发出的微波频率为2.45GHz,相应的波长大约是12.2cm。普通金属晶格间隙的尺寸约为几个埃,远远小于微波的波长,所以,当微波遇到金属的时候,几乎不能通过,而会被反射。另有一小部分微波在金属浅浅的表层内被吸收,这个表层深度约为1μm(即10﹣6m)。就在这个薄层内,吸收了微波的金属会变得超级“兴奋”。金属原子的“好朋友”﹣﹣电子会在电场的作用下加速运动,撞击金属晶格。动能转化为热能,金属就在这样的“友情碰撞”下被加热了。
③如果将体积并不大的金属(例如铝箔)放入微波炉加热,其内部升温的程度会令金属hold不住。镶有金边的盘子不适合用作微波炉加热器皿,就是因为微波炉的高温足以熔化盘子的金边。不过适当地利用这一现象倒可以加工某些食品。比如专门为微波炉加热设计的爆米花,其包装内就有一层金属。在微波加热过程中,金属层快速升温可以让玉米粒在几分钟内就变成香脆可口的爆米花。
④反之,如果金属体积足够大的话,由于它是热的良导体,受微波作用产生的热能会很快被分散,金属整体的升温并不明显。所以如果你不小心落了一把金属勺在微波炉里,其实不用太担心,勺子外形圆滑,不会引起激烈的“打火”现象。如果这把勺子还泡在牛奶或者咖啡里就更不用怕了,热量会很快传递给周围的液体。表面积足够大的金属烤盘或烤架放到微波炉里,只要按照说明书的指示操作,都是安全的。
⑤那微波炉放入金属后“打火”又是怎么一回事呢?所谓打火,其实是空气在强电场的作用下被击穿产生电弧放电。在正常运转的微波炉中,电场强度是不足以击穿空气的。但如果有尖锐形状的金属物存在,情况就不一样了。例如你在微波炉里落下的是一把金属叉,而非金属勺,微波炉运转时,叉子的尖端部位就会产生能够击穿空气的场强。如果自家的微波炉“打火”了,你可千万别觉得好玩,这会使磁控管受损,并有火灾隐患,一个可能是要钱,一个可能是要命。
⑥在此须友情提醒一下各位好奇心重的同学:汞虽为液态,但也是金属,而且有毒。那些打算把水银温度计放到微波炉里去测量食品温度的同学,请先用体温计测测自己是否已经发烧。否则等妈妈质问“插着碎玻璃碴和混着汞蒸气的蛋羹是怎么回事儿”的时候,你们可别两手一摊,说这是火星版蛋羹的制作方法。
(选自《科学Fans》,略有改动)