微波爐是一個真正了不起的工程壯舉。使微波爐快速普及的快速制熱功能的，可能是一個電子管。如今，提到電子管，你可能會想到它大概是像這類無線電里的。

微晶體管和芯片的更新?lián)Q代是不可避免的，但要把這笨重的電子管淘汰到博物館還為時尚早。微芯片并不能代替這類電子管產生能量，例如去加熱食物。

一臺微波爐包含三個主要組成部分：一個叫做磁控管的電子管，它能發(fā)出加熱食物的能量；一個內置的導波管，用于將能量導向食物；一個腔室，以放置食物并將微波輻射鎖定在內。

本質上說，一個微波爐的加熱方式跟其他熱傳導相比并沒有什么不同。在微觀層面上看，熱傳遞其實是能量傳遞，導致的物體內分子運動加劇。

當然，我們看不見分子級別的尺寸，我們能夠覺察到的這種運動加劇是因為它表現(xiàn)為溫度的上升。

我們在用傳統(tǒng)的烤箱或爐子加熱食物時，都是將盤子放在火頭上或放在可以被發(fā)熱面烘烤的烘箱中，從而食物就被由外及里地烤熟了。里面的熟了，那是熱量從表面?zhèn)鬟f進來直到內里，與此相反從磁控管發(fā)出的能量穿透直達食品內部，這就意味著整塊食物可同時熟。

它是如何做到的？首先來看，食物內部都含有水，水分子一頭帶正電荷而另一頭帶負電荷。為了賦予這些分子更多能量，我們將其暴露在磁控管產生的電磁波里。

依（物理學）定義，電磁波同時具備電場和磁場，它們不斷飛速地切換相位，在微波爐中，電、磁場的變速速度達到了24.5億次/秒。

水分子會隨著電場的變換進行排列這變換的電磁場不斷地翻滾水分子同時快速前后運動和摩擦，這個產生熱量的運動打亂了鄰近的水分子之間的氫鍵，這樣就可以加熱食物。

好了，咱有了一個測量微波波長的思路，就是奶酪。你可以看到的這個區(qū)域的奶酪已經完全融化，但其他區(qū)域段完全沒熱到。

微波爐的金屬墻壁只反射微波，使之落在微波爐內，駐波會在箱內產生熱點和冷點。電磁波的三維圖樣分布是難以預計的，但可以通過觀察單緯度的波形來窺其原理。

波峰、波谷都代表波的能量峰值，這里的波節(jié)對應于所述腔室內部的“冷”點。量一下融化的奶酪之間的距離，大概是約2.5英寸（約6.35cm），這是半個波的長度。

節(jié)點之間的距離是非常接近微波的真實波長，利用這波長能估算出微波的頻率，頻率跟光速與波長相關聯(lián)。而我算出的答案只有4~5 ％的誤差。這結果對于這簡略的測量來說，已經不錯了。

不過，微波爐真正有技術含量的，是磁控管的發(fā)明它可以生成高能的電磁波，這是真正碉堡了的玩意，電子管位于這里面。

這些是散熱片薄金屬片是為磁控管散熱所用的，關鍵的是這兩個磁鐵和電子管，對這內芯和外測銅環(huán)施加高電壓，這高壓將電子從內芯“翻騰”出去，它們朝外測銅環(huán)飛去。

內芯由鎢和釷制成，鎢可以承受高溫，釷是生發(fā)電子的好材料。磁鐵使得這些電子在內芯和銅環(huán)之間，作輪擺運動。我們通過調整磁場強度，軌道上的電子束剛好掠過諧振腔口。

這就像在一個裝有半瓶水的瓶口吹哨這就產生了用于加熱食物的微波。令人稱奇的是這些諧振腔制造起來，具有精度高、成本低和可靠性極高的優(yōu)點。
責任編輯:pj