日常生活中幾乎天天都會用到的「微波爐(microwave oven)」其實暗藏危機，但這是真的嗎？很早之前曾經看過一則報導，英國一名九歲的女童以微波爐加熱一枚帶殼的熟蛋，結果蛋在拿出微波爐後爆炸，蛋殼傷及女童右眼造成失明。而專家也提到其他殼類的食物，同樣會有爆炸的可能性，解決方法就是要戳洞來避免危險。(新聞來源：微波螃蟹、蛋會「爆炸」？ 專家：殼先戳洞！)
但為何要戳洞？它的原理為何呢？其實，「微波爐(microwave oven)」隱藏著許多與物理學相關的原理，瞭解它的相關運作方式和物理現象，會是幫助我們釐清為何會爆炸或者微波爐可能產生的其他影響。關於物理現象的探討，就要利用物理學領域的權威IOP (Institute of Physics) 資料庫，裡面豐富且專業的資源，夠讓我們再次體驗生活物理的樂趣，同時可以檢索到與微波爐相關的期刊文獻資料，從學術定義的角度對於其物理的相關現象和實驗有所了解。
首先，透過文獻的解說，我們可以知道微波爐加熱食物的原理，是利用微波（高能量的光子）破壞水分子間，氫鍵（hydrogen）的鍵結．但是由於氫原子與氧原子，對於電子親和力的不同，水分子之間的氫原子與氧原子又產生鍵結的現象，隨著氫鍵的破壞與重組，使得水分子不斷地在擾動（在微觀上水分子的平均動能隨時間擴大），故在宏觀的觀察下，水分子重新排列的結果以熱的形式放出能量，使得水分子的溫度隨時間增加，進而達到烹煮食物的效果。
而在"Physics of the microwave oven (Michael Vollmer 2004 Phys. Educ. 39 74)"一文中，探討了第一代烤箱與微波爐在磁控管(magnetrons)、波導(waveguides)和駐波(standing waves)的運作情況。然後，討論食物經過微波後，水分子的介電質弛豫(dielectric relaxation)現象，電磁波在物質間的穿透情況以及微波加熱中的多光電離或解離(multi-photon ionization or dissociation)的化學變化。透過這篇文章讓大家建立了瞭解整個微波爐運作的基礎概知。
微波爐不能加熱有含金屬類的物質??? 以" Microwave oven experiments with metals and light sources (Michael Vollmer, Klaus-Peter Möllmann and Detlef Karstädt t)"所作的實驗來看，可以瞭解結果(參考下圖)。因此，簡單地說，主要是因為微波有一個特性，它遇到金屬便反射回來，所以用金屬容器盛載食物，在微波爐中不能被加熱，長時間還可以損壞微坡爐，原因是發射出去的微波沒有損耗地全部反射回來，後果是使發射微波的器件產生高溫以至損壞。因此用微波爐煮食物，應選用絕緣耐熱材料制成的容器，如陶瓷、耐熱玻璃或塑料等。
師大化學系教授吳家誠指出，微波造成的不安全，如食物變質或者容器釋出毒素等，不是因為「微波」本身，而是微波後的「溫度」。這樣的危險，在用電或用火加熱，也可能存在。要安全且營養地食用微波食物就是要參考專家們的建議：1 將微波拿來溫熱食物，不要拿來烹煮食物。2 正確使用容器與包材，不同的材質會對微波起不同的作用，也可能帶來不同的危險性。因此，微波爐給我們的生活地來了巨大的好處，但有利也有弊，如果使用不當，微波爐也是有一定的危害的。但也千萬不要過度緊張，要適時地去了解它的原理，並注意到相關的使用規格即可。
參考資源：
- 資料庫：IOP (Institute of Physics)
- 出版社：Institute of Physics
- 內容屬性：期刊全文，主題涵蓋應用物理、天文物理、化學物裡、一般物理、高能及核能物理、機械工程、醫學與生物科學、光學、原子與分子物理、電漿物理……等。
- 適用對象：物理相關科系、機械工程、光電系、生物科技相關科系……等。
- 試用申請：products@flysheet.com.tw
- 網路資源：
特約編輯 | Nicky 提供
沒有留言:
張貼留言