微波炉是如何加热食物的？微波会不会对人体产生伤害？

谁家还没有个微波炉呢？用微波炉加热，又快又方便。可是，许多人说微波炉加热的射频会致癌，还有人害怕微波泄漏会对人产生危害，这些说法都是真的吗？

一. 微波加热原理

首先我们来解释一下微波炉为什么能加热食品。

微波是波长最短的无线电波，波长与红外线接近。现在市场上的微波炉大多使用频率是2.45GHz 的微波，也就是说每一秒有24.5 亿个周期，这个频率与无线路由器WiFi的频率2.4GHz 接近，只不过，微波炉的功率比无线路由器大得多。

食物中含有水分、脂肪、蛋白质等成分，而微波可以使这些分子摩擦生热。以水分子为例，水分子由一个氧原子和两个氢原子构成，氧原子吸引电子的能力更强，而氢原子吸引电子的能力较弱。于是，当氧原子和氢原子构成水分子时，电子更加偏向氧原子，造成正电荷中心和负电荷中心不重合，好像氧原子一端带负电，氢原子一端带正电一样。这种分子称为极性分子。

极性分子处于电场中，就会发生转动。这是因为电场对电荷有力的作用：对正电荷作用力的方向与电场方向相同，对负电荷作用力的方向与电场方向相反。这两个等大反向但不共线的力称为一对力偶，在这对力偶的作用下，氧分子和负电荷中心会转动到靠右，而氢原子和正电荷中心会转动到靠左。

如果电场是恒定不变的，那么当氧原子转到右侧，氢原子转到左侧时，转动就结束了。可是，微波中的电场是周期性变化的，经过很短的时间，电场方向就会变成向右的。这样一来，在电力的作用下，水分子又会发生相反的转动。

由于微波频率是2.45GHz，也就是每秒会有24.5 亿个周期，电场会反复变化。于是水分子就反复的左右转动，发生振动。

这个频率是人们精心设计的。因为频率太高的电场，水分子来不及转动。频率太低的电场，水分子转动太慢，不能很快加热。这个频率与水分子、蛋白质分子和脂肪分子的共振频率接近，能够使得这些分子最大限度的振动。在振动过程中，这些分子会彼此碰撞，摩擦，从而产生热量。由于微波炉可以穿透一些物体，因此微波炉会使得食物内外一起加热，速度更快。

看到这里大家明白了吗？微波炉加热不过是摩擦生热，并不存在致癌机理。

二. 微波是如何产生的？

微波炉中的微波是如何产生呢？我们需要了解一下微波炉的结构。

首先，微波炉中的变压器将220V的市电变为高压，输入磁控管。磁控管可以产生大功率的微波，微波在导波管中前进，导入搅拌器。搅拌器好像一个旋转的电风扇，只不过它的扇叶是金属的，可以反射微波。于是在搅拌器旋转的过程中，微波就被搅乱，从而反射到微波炉内的各个方向。

微波进入炉腔之后，炉腔的四壁、观察屏的金属网又起到了反射电磁波的效果，微波在炉体内壁和金属网上反复反射，照射到炉子里的各个部位。同时，食物放在一个可以旋转的盘子上，这些措施都是为了保证食物能够被微波均匀照射，通过分子振动一起加热。

微波炉的核心部件是磁控管，这是一个可以产生微波的装置。

在磁控管中间，有金属钨棒，在高压作用下，金属棒会发射电子。电子从中心的阴极运动到周围环形的阳极上，呈发散状。在磁控管两端有两块磁铁可以产生磁场。电子在磁场中运动，会受到磁场的作用力，称为洛仑兹力。这个力会造成电子向外运动的过程中，发生旋转。

由于外侧接收电子的外圈是锯齿状的，因此在电子向外扩散并且旋转的过程中，电子遇到的部位形成负极，电子没遇到的锯齿是正极，电流的流向会反复发生变化，形成交变电流，并发射电磁波。

三. 微波炉对人有害吗？

刚才我们已经说过，微波炉加热食物不存在致癌机理。但是还有很多人怀疑：微波炉的微波会不会对人产生危害呢？

之前我们讲过：微波是电磁波的一种，电磁波就是电场和磁场相互激发产生的一种物质。我们按照波长从长到短，大致可以把电磁波分为无线电、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽玛射线几个部分，微波就是波长比无线电短、比红外线长的电磁波。也有人把微波归类到无线电里，是无线电中波长最短的电磁波。

X射线和伽玛射线的确会对人体产生危害。因为人体内的大量细胞随时都在进行复制，当伽玛射线照射正在复制中的细胞时，有可能将DNA 链打断，造成细胞死亡，或者错误复制，从而产生死亡或者癌变细胞。医疗上伽玛射线用于杀死癌细胞，即所谓放射性疗法。X射线的杀伤性较伽玛射线稍小一些，医疗上用于透视。

但是到了可见光、红外线波段，频率比较低，波长比较长，在一定的功率情况下对人体已经没什么危害。微波比光的波长还要长，频率还要低，因此更不会对人产生直接危害。手机信号、电视信号，一部分广播、雷达等，使用的电磁波都在微波的范围内，一般都不会对人产生伤害。有人经常怀疑wifi 信号对人有害，所以家里有人怀孕了，就要把 wifi信号掐断。但是手机信号、广播信号也差不多在这个频段，谁能把手机信号和广播信号掐断呢？

还有人在想：虽然微波不致癌，但是如果靠近微波炉，人会不会被微波炉烤熟呢？

实际上，微波炉的金属壁和金属网会起到很好的屏蔽效果，微波泄漏到炉外的量少而又少。市面上所有合格的微波炉产品微波泄漏都远远低于国家标准，都是可以放心使用的。

如果一定要做个实验，不妨将家用无线路由器放入微波炉，检测一下wifi 信号是不是消失了。如果消失，就说明wifi 信号被限制在微波炉内了。之所以用无线路由器，是因为它发射的信号也是2.4GHz，与微波炉接近。而手机信号与微波炉的频率相差比较多，屏蔽效果没有wifi 信号好。

四. 使用微波炉应该注意什么？

虽然微波炉能给我们的生活带来很多大的方便，但是微波炉使用不当也容易造成事故。在使用微波炉时大家一定要谨记下列要点：

❌❌1. 千万不要将金属容器或带有金属花纹的容器放进微波炉。金属会反射电磁波，造成微波无法穿透金属加热食物。同时，微波会在金属表面产生感应电流，金属与微波炉内壁之间有可能发生感应产生电火花，造成火灾事故。

❌2. 不要将密封的容器、食品放入微波炉。微波炉加热时会产生蒸汽，如果容器是密封的，或者食品有皮，如生鸡蛋、西红柿等，可能会造成爆炸，喷的整个微波炉都是食物，擦起来很费劲。

❌3. 不要使用普通塑料容器。普通塑料容器不吸收微波，但是在食物加热时，食物会将热量传递给塑料，有可能造成塑料软化，释放出有害物质。

❌4. 不要用微波炉烧开水。因为微波炉独特的加热特点，在水温升高到100度时，可能依然不沸腾。但是我们把水从微波炉中拿出，经过一点小小的扰动，水可能会爆沸伤人。

使用微波炉加热，一般要使用陶瓷、玻璃或者微波炉专用的塑料容器。这些容器不吸收微波，不会自身生热，同时在高温作用下也不会变形或释放有害物质。

现在，你可以放心的使用微波炉了。