从爆米花到微波炉

玉米种子炸成的“爆米花”，在科学史上也曾风光一时！因为“爆米花”现象使人认识到微波的“热效应”，使雷达和微波炉“有缘千里能相会”，攀上了亲。担任主角的正是波长在1～0.001米之间的微波。

　　在第二次世界大战初期，人们对微波的了解甚微，只知道微波脉冲变化快，可用于探测高速运动的物体。在此基础上，英国人发明了雷达，但是雷达技术的发展提高却归功于美国人。1945年的一天，正在测试雷达的美国工程师珀西-斯潘塞，感觉有点饿，便随手从衣袋里掏出几块巧克力，没想到它们融化了。珀西-斯潘塞挺纳闷：天气颇为凉爽，身边没有热源，巧克力如何融化了呢？下班后，细心的珀西-斯潘塞到附近的玉米地里掰了些玉米种子，随手撒在车间的“雷达”旁边。第二天早晨，撒在雷达旁的玉米，变成了一颗颗绽放的“爆米花”。玉米“开花”，让珀西-斯潘塞陷入兴奋和沉思。他开始寻找原因，最终发现频率极高的微波，除了具有探测高速运动物体的本领外，还具有鲜为人知的、强大的“热效应”！任何物品，包括看起来很干燥的食品内，都含有大量水分子。而水分子吸收微波后，立即产生高频振动和剧烈摩擦，温度迅速升高。玉米种子正是在微波“强热效应”作用下变成爆米花的。

　　斯潘塞的发现，在当时产生了很大的轰动效应。同年底，企业界研制出用微波烹饪的高效电炉——微波炉，当时这种稀少而珍贵的加热炉，只在医院等特别需要的单位使用，现在它差不多已普及到我们每个家庭。今天，微波除了在通讯领域大有作为外，它在食品加工、能源、医疗及军事领域中也不断露峥嵘，令人刮目相看。而这些成就的取得，不都是从“爆米花”现象开始的吗？

　　微波的“热效应”给航天设计师以极大启发。现在，他们正在设计一些以微波为动力的推进器，作为未来航天器的动力源。其中，美国科学家米歇尔-米西发明的、功率仅80瓦的微波推进器最引人瞩目。它的马力不大，推力却是相同功率火箭的3～5倍。这表明微波操纵卫星，行动时速度更快！

　　为充分利用太阳能，以解决日益困扰人类的能源匮乏问题，有科学家提出在太空建太阳能发电站！科学家想通过微波发生器，把太空电站产生的电能转变成微波，再由微波天线聚集成微波束发射回地球。微波束抵达地面后，再还原成交流电并入电网。当然，利用微波传输太空电能，还有一些技术问题需要解决。

　　由于高空气温低，空气中又存在水蒸气。所以飞行员在高空飞行时，最担心蒙皮区结冰。受微波“热效应”启发，德国一家公司提出微波除冰技术。为此，他们在飞机极易结冰的蒙皮区刻出狭缝，在狭缝中填充可让微波穿透的材料。这样做以后，飞行员一旦发现飞机结冰现象，可立即启动微波发射机，让微波穿过狭缝、直射冰层，使冰迅速融化，破冰过程和微波炉解冻食品一样快捷。

　　利用微波“热效应”，进行治病救人的技术发展迅速，特别是科学家发现导致慢性前列腺炎、阴道炎的支原体、衣原体耐寒不耐热的特点后，曾多次尝试用微波辐射法对病灶进行治疗。结果发现微波被病灶吸收后，能引起病灶内部组织发热与充血，从而起到加强代谢过程，改善局部组织的营养，提高组织再生能力的效果。微波还有一大优点，它在杀灭人体内潜伏的病原体，使炎症消退时，并不损害人体的正常组织。

　　2002年，美英联军进攻伊拉克时使用的“微波炸弹”，因为能产生数千伏特的微波脉冲，所以能给暴露在空气中的电脑芯片、电极以毁灭性打击。从原理上讲，微波炸弹的作用和微波炉并无二致，都是利用微波脉冲，将微波落点周围的电脑芯片等电子元件“烤焦”或“击穿”。

　　从调试雷达，偶尔发现玉米种子变成爆米花现象，到揭示微波的“热效应”，已经过几十年了。今天我们对微波的了解，已非昔日可比。这正是利用微波加热的新技术、新产品一直层出不穷的重要原因。

　　【责任编辑】李金