失去灵魂！如今微波炉怎么不转圈？

原创 窗敲雨 果核

在传统印象中，微波炉是一种与“旋转”密切相关的电器。拧下旋钮，玻璃转盘推动食物在温暖的黄光中旋转——然后，随着“丁”的声音，热气腾腾的食物就可以上桌了。

即使是微波加热也叫“转动”，转动可以算是微波炉的灵魂。 | BuzzFeed/giphy

然而，许多微波炉已经改变了它们的外观。它们不仅增加了各种复杂的新功能，而且有些甚至失去了轮盘，只剩下平底。

为什么轮盘没了？| 作者拍摄

没有轮盘的微波炉对加热容器的尺寸限制小，易于清洗，使用体验真的很好。但是没有轮盘，微波炉真的能很好的加热食物吗？有轮盘和没有轮盘哪个更好？

第一，为什么要有轮盘？

微波炉通过微波频段的电磁波加热食物。这些电磁波是由磁控管产生的，它们在微波炉中形成变化的磁场。食物中的极性分子(如水)会对磁场产生反应，它们会在这个过程中旋转、振动和相互冲击以产生热量。

微波炉可以使极性分子(如水)相互冲击产热 | Wikipedia

与传统炊具相比，微波炉使能量更直接地到达食材，因此加热速度快，剩菜可以在两三分钟内加热。然而，独特的加热原理也使得微波炉注定要面临加热不均匀的问题。

在微波炉中，电磁波通过固定位置和固定方式发射。这些电磁波反射在微波炉内壁之间，并产生相互作用——因此，固定模式的驻波总是出现在微波炉中。

简化驻波示意图。蓝色和绿色的波浪叠加在一起，形成红色的驻波。驻波上的一些点振幅总是为0，这里是波节；而其他点总是保持最大振幅，这些位置就是波腹。| Wikipedia

驻波使微波炉不同位置的加热效果大不相同:在腹部位置，磁场大幅波动，食物中的分子产生大量热量；但是在波节处，磁场平静，食物自然不会热。

驻波使微波炉内的加热效果不均匀。在不使用轮盘的情况下，实验者加热了安装在玻璃浅盘中的水，并用热成像拍摄了不均匀的温度分布。| Michael Vollmer

轮盘是为了解决这一问题而设计的。它可以使配料在加热过程中不断更换位置，使其接触到的电磁波环境均匀。

没有轮盘，还有别的办法。

由于轮盘不是改善加热不均匀的唯一途径，所以有些微波炉没有轮盘。

另一种常见的方法是在微波炉中安装特殊形状的金属“扇叶”。虽然配料的位置没有改变，但旋转的扇叶可以在微波炉中不断改变电磁波的反射方式。这样固定的驻波就会受到干扰，不同位置的加热强度就会变得更加匀称。

拆下的金属扇叶，它负责在微波炉中搅拌电磁波 | RepairClinic.com

这种金属扇叶被称为“方式搅拌器”（mode stirrer），它们通常位于玻璃或陶瓷底板下面，或者隐藏在塑料罩后面，通常不会被注意到。虽然这些外罩看起来不透明，但它们可以通过微波，不会影响搅拌器的作用。一些微波炉也有搅拌器和轮盘。

微波搅拌器隐藏在塑料罩中 | RepairClinic.com

效果如何？

从实验数据来看，搅拌器和轮盘可以显著提高温度均匀性，没有明显的优缺点。然而，它们也有不同的局限性。

未使用搅拌器(左)与使用搅拌器(右)的加热均匀性进行比较。实验者在微波炉中加热了一层潮湿的变色硅胶，未充分加热的硅胶保持浅色，充分加热的硅胶颜色变深。| H. S. Hauck

搅拌器的局限性在于，即使微波不断被打乱，炉内的微波强度也不能完全匀称。即使扇叶设计合理，“平均值”的效果可能还是比直接换食物的位置差一点。

而且轮盘的局限性在于，转轴中心与外周之间总会有温差。因为，在加热过程中，转轴中心的食物不能有效地改变位置。

研究人员用划分网格的塑料盘加热水，并用热成像显示微波炉轮盘不同位置的温度。轮盘周围的一圈温度是均匀的，但中心的温度有明显的差异 | Krishnamoorthy Pitchai et al.

除各种因素外，微波加热不均匀还与配料的成分几何结构有关，即便是微波炉设计的改进也是不可避免的。

例如，在相同的微波强度下，食物中的水和脂肪的加热效果非常不同。当我们在微波中加热肉类时，我们经常发现脂肪部分首先变得非常热——这是因为油比热容量小得多。油吸收微波产生热量的效率没有水高，但只需要更少的能量就能提高更多的温度。

即使使用轮盘或扇叶，微波加热的匀称度仍然不令人满意。 | 图虫创意

所以，如果想要食物真正的热得匀称，最好还是半途而废，把食物拿出来翻一翻。

果核家电组 出品

参考文献

[1] https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-9120/39/006/1/00

[2] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0260877407001434

[3] https://ieeexplore.ieee.org/document/4181134

[4] https://pubs.aip.org/aapt/pte/article-abstract/28/7/474/270637/Standing-waves-in-a-microwave-oven

[5] https://www.researchgate.net/publication/282231090_Heating_Performance_Assessment_of_Domestic_Microwave_Ovens

作家：窗敲雨

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