图片来源：flickr/Miles Rausch 您看重便利吗？您讨厌等待食物加热吗？您是大学生吗？如果您对这些问题中的任何一个回答“是”，那么您很可能拥有一台微波炉。2000年，90%的美国人拥有微波炉^1，这并非没有道理。微波炉提供了一种极其快速有效的加热食物的方法。下次当您有，比如说，2分钟的空闲时间时，您可以思考一下加热您的即食食品、爆米花，并且只需最少人工操作的物理现象。这就是电磁波谱，它描绘了所有可能的电磁辐射频率。
图片来源：Wikimedia commons 当电子等原子粒子被电场加速移动时，会产生电磁辐射。这种运动会产生振荡的电场和磁场，它们以相互垂直的方式以称为光子的光能束形式传播。^1 当这些电磁波接触到其他原子时，它们会传递能量并引起这些原子振动加剧。该谱从左到右按波长（用希腊字母λ表示）增加和频率（希腊字母ν表示）减小分为八个区域。波长是波浪的两个连续峰值之间的测量距离，频率描述了每单位时间内发生的波浪周期数。一个常用的频率单位是赫兹，它等于每秒一个周期。频率较高、波长较短的波比波长较长、速度较慢的波能量更高。
微波炉箱体内的发射器会在烤箱中产生一个电磁场，该电磁场每秒会反转其极性2到50亿次。^2 这导致了频率约为2,450百万次/秒，波长约为12厘米的电磁波。^2 这些波会被微波炉的内壁反射，并且由于太大而无法穿过玻璃窗上的金属网孔；因此，幸运的是它们不会加热到任何无辜的旁观者。微波只会将能量传递给极性分子。极性分子的一端比另一端带略微负的电荷——水分子就是一个完美的例子。
在食物内部，极性分子会不断旋转，试图与振荡的电磁波对齐，这类似于磁铁被放在两个其他磁铁之间时会旋转以对齐自身。水果、蔬菜、肉类、乳制品，甚至谷物和看起来很干的加工碳水化合物，如面包和意大利面，都含有水分。食物中其余的非极性分子——如脂肪和矿物质——不会被微波本身加热。微波只会将能量传递给极性分子，而极性分子又会将能量传递给所有其他物质，包括微波炉内的空气（由非极性氧气、氮气和氢气分子组成）。厨房俗语说微波炉是从内到外加热食物。这在一定程度上是正确的。然而，微波在进行其魔力之前不会深入食物内部的说法是错误的。人们通常在微波炉中加热的食物——例如，肉饼——其中心的含水量比外部高，因此中心加热得更快。^3 尝试在微波炉中加热汤。上面大约一英寸的汤会先加热，而底部保持凉爽。相反，肉饼的内部可能变成熔岩，而外皮刚刚失去凉意。为什么铝箔不能放进微波炉？金属由于两个主要的原子特性，非常善于传导电和热。正金属离子紧密地堆积在一个晶格中，^4 而金属原子的电子是非局域化的，可以在整个正离子晶格中自由移动。热描述了能量从一个物体传递到另一个物体的感觉，非局域化电子非常擅长传递能量。小块或薄片金属，如箔纸或外卖盒上的手柄，会很快加热并可能引起火灾。如果箔纸被弄皱形成任何尖角，流过箔纸的电流会产生电弧^5——一种在两个由气体（在这种情况下是空气）隔开的点之间流动的电流。气体通常导电性很差，但如果提供足够的能量，其原子或分子会分解成导电的带电粒子。^6
图片来源：flickr/get directly down 微波炉的适用与不适用 有许多菜肴可以在微波炉中完全煮熟——蔬菜和谷物效果很好。甚至还有单人份微波炉烘烤蛋糕的食谱！微波烹饪效果不好的一大类食物是肉类。您无法在微波炉中煎炸肉类，因为外部温度不会比内部温度高。您永远无法获得焦糖化或烤焦的效果——您能做到的最好就是表面呈现出可怜的灰褐色。此外，由于肉类在煮熟之前必须达到相对较高的温度，因此当肉类煮熟时，会蒸发掉大量水分，而且肉类可能会变得相当干燥。您不应该放入微波炉的其他东西，但看别人这样做很有趣：带壳的鸡蛋和葡萄。总之，具有外膜或外壳的食物膨胀不好，当其液体中心加热时，内部压力会增加，直到食物——您猜对了——爆炸。资源
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Elsbeth Sites拥有加州大学洛杉矶分校的生物学学士学位。她对Food Network的热爱发展成了对探究食物背后科学的热情。在此阅读Elsbeth Sites的更多文章
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