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如果把人放进微波炉会怎么样?

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2015-03-16 21:30
标签:微波炉  加热  趋肤效应  食物  电流  
分类: 医药荟萃

如果把人放进微波炉会怎么样?

趋肤效应是一个电磁学概念,虽然听起来很厉害很高级的样子,但要解答题目中的问题,这个概念至关重要——人体暴露在不同微波频率中会发生什么现象?为什么有时候便利店热的食物外热内冷?

趋肤效应与交流电

有没有剪开过电线然后发现它不过是一根空心管?为什么它不是实心的呢?答案就在趋肤效应里。给予一个直流的电压源,所有的电子都会源源不断地从一端流向另一端,这时候电流在电缆上分布均匀;而交流电电流中的电子运动方向并不统一,是在平衡位移,来回振动,这就导致导线横截面上的各处电流分布不均匀,而趋肤效应所说的就是交流电通过导线时,电子会聚集于总导体的表层而非平均分布于整个导体的横截面中。如果一台电器或一根导线只会传导交流电电流,将电线做成实心的就没有必要,因为只有外层会被用到。

将电线做成实心的就没有必要,因为只有外层会被用到

电流减少为表面值37%的深度,叫做趋肤深度(skin depth)。趋覆深度与频率成反比,所以低频电流比高频电流对导体中心更有穿透力。材料的磁导率越高,趋肤深度越浅;材料导电性越强,趋肤深度越浅;所以,如果你想在高频中保护自己,可以在子身上覆盖一层较薄的材料——基本上什么材料都可以;而想要在低频中保护自己,你就需要一层很厚的覆盖物,并且该覆盖物导电性需要更强

冷冻千层面与热馅饼

趋肤效应可以解释我们平常用微波炉加热食物时遇见的一些现象。把一个芝士夹心的馅饼放进微波炉加热,打开微波炉一口咬开,芝士馅简直能烫穿食道。但如果用微波炉加热千层面或是鸡肉,吃到一半你会发现中间还是透心凉。为什么有的食品加热得很均匀,有的就要外热内冷呢?

为什么有的食品加热得很均匀,有的就要外热内冷呢?

造成这种现象的原因之一是微波炉的工作方式。这一点可能很多人都听过,微波炉在工作时会产生让液体水分子振动的电磁波。电磁波让食物中有水的部分升温,热在水里传递的速度很快,所以食物中含水越多越分散,食物加热也就越均匀。如果被加热的是冻干食物,比如又干又脆的饼皮之类,那么加热后它的温度变化不会太大,但如果它有馅儿,比如芝士(甚至更软的奶油芝士),那么内部的热量就足以加热外层饼皮以及烫穿你的舌头。

食物本身含的水分并不多,但传导性还算不错,比如一大块肉,那么趋肤效应就会先让它的外层先加热,再逐渐将热量传递到内部——就和普通烤箱一样,而如果肉的体积实在太大,微波炉功率又很弱,那么加热效果肯定是很不理想的。

把人放进微波炉

所以把人放进去到底会怎么样呢?首先,不管是外热内冷还是一咬爆浆,被加热都不会是愉快的体验啦——不过,其实你的内脏是不太可能被烤熟的,大部分创伤只是在皮肤上(不过朋友们!如果有人丧心病狂把你放进微波炉加热,千万不要因为内脏不会被烤熟而掉以轻心!!一定要闭眼!!想想你水汪汪的大眼睛有多大的危险吧!!)

如果人体被暴露在微波场中,我们的器官在高频中比在低频中安全。举个例子,趋覆深度在频率为900 兆赫兹时比在100 兆赫兹时浅三倍。前者的频率和一部手机差不多,后者则和收音机类似。这意味着,在900 兆赫兹时趋肤效应更加明显,微波场与导体比100 兆赫兹时更加集中。

餐厅或便利店所使用的微波炉采用的频率大概为900 兆赫兹,而家用的则要高得多——它会达到2.5 前兆赫(GHz),所以...如果你必须要被塞进一台微波炉,为了自己的内脏和小命,你最好祈祷自己被放进家用微波炉里。

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