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　　【微波定義】

　　微波是指頻率為300MHz~300GHz的電磁波，是無線電波中一個(gè)有限頻帶的簡(jiǎn)稱，即波長(zhǎng)在1毫米~1米之間的電磁波，是分米波、厘米波、毫米波的統(tǒng)稱。微波頻率比一般的無線電波頻率高，通常也稱為"超高頻電磁波"。微波作為一種電磁波也具有波粒二象性,微波量子的能量為1 99×l0 ~ 1.99×10焦耳。

　　【微波性質(zhì)】

　　微波的基本性質(zhì)通常呈現(xiàn)為穿透、反射、吸收三個(gè)特性。對(duì)于玻璃、塑料和瓷器，微波幾乎是穿越而不被吸收。對(duì)于水和食物等就會(huì)吸收微波而使自身發(fā)熱。而對(duì)金屬類東西，則會(huì)反射微波。

　　從電子學(xué)和物理學(xué)觀點(diǎn)來看，微波這段電磁頻譜具有不同于其他波段的如下重要特點(diǎn):穿透性、選擇性加熱、熱慣性小、似光性和似聲性、非電離性以及信息性。

　　（1）穿透性

　　微波比其它用于輻射加熱的電磁波，如紅外線、遠(yuǎn)紅外線等波長(zhǎng)更長(zhǎng)，因此具有更好的穿透性。微波透入介質(zhì)時(shí)，由于微波能與介質(zhì)發(fā)生一定的相互作用，以微波頻率2450兆赫茲，使介質(zhì)的分子每秒產(chǎn)生24億五千萬次的震動(dòng)，介質(zhì)的分子間互相產(chǎn)生摩擦，引起的介質(zhì)溫度的升高，使介質(zhì)材料內(nèi)部、外部幾乎同時(shí)加熱升溫，形成體熱源狀態(tài)，大大縮短了常規(guī)加熱中的熱傳導(dǎo)時(shí)間，且在條件為介質(zhì)損耗因數(shù)與介質(zhì)溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系時(shí)，物料內(nèi)外加熱均勻一致。

　　（2）選擇性加熱

　　物質(zhì)吸收微波的能力，主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)來決定。介質(zhì)損耗因數(shù)大的物質(zhì)對(duì)微波的吸收能力就強(qiáng)，相反，介質(zhì)損耗因數(shù)小的物質(zhì)吸收微波的能力也弱。由于各物質(zhì)的損耗因數(shù)存在差異，微波加熱就表現(xiàn)出選擇性加熱的特點(diǎn)。物質(zhì)不同，產(chǎn)生的熱效果也不同。水分子屬極性分子，介電常數(shù)較大，其介質(zhì)損耗因數(shù)也很大，對(duì)微波具有強(qiáng)吸收能力。而蛋白質(zhì)、碳水化合物等的介電常數(shù)相對(duì)較小，其對(duì)微波的吸收能力比水小得多。因此，對(duì)于食品來說，含水量的多少對(duì)微波加熱效果影響很大。

　?。?）熱慣性小

　　微波對(duì)介質(zhì)材料是瞬時(shí)加熱升溫，升溫速度快。另一方面，微波的輸出功率隨時(shí)可調(diào)，介質(zhì)溫升可無惰性的隨之改變，不存在"余熱"現(xiàn)象，極有利于自動(dòng)控制和連續(xù)化生產(chǎn)的需要。

　　（4）似光性和似聲性

　　微波波長(zhǎng)很短，比地球上的一般物體(如飛機(jī)，艦船，汽車建筑物等)尺寸相對(duì)要小得多，或在同一量級(jí)上。使得微波的特點(diǎn)與幾何光學(xué)相似，即所謂的似光性。因此使用微波工作，能使電路元件尺寸減??；使系統(tǒng)更加緊湊;可以制成體積小，波束窄方向性很強(qiáng)，增益很高的天線系統(tǒng)，接受來自地面或空間各種物體反射回來的微弱信號(hào)，從而確定物體方位和距離，分析目標(biāo)特征。

　　由于微波波長(zhǎng)與物體(實(shí)驗(yàn)室中無線設(shè)備)的尺寸有相同的量級(jí)，使得微波的特點(diǎn)又與聲波相似，即所謂的似聲性。例如微波波導(dǎo)類似于聲學(xué)中的傳聲筒;喇叭天線和縫隙天線類似與聲學(xué)喇叭，蕭與笛;微波諧振腔類似于聲學(xué)共鳴腔

　?。?）非電離性

　　微波的量子能量還不夠大，不足與改變物質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或破壞分子之間的鍵(部分物質(zhì)除外：如微波可對(duì)廢棄橡膠進(jìn)行再生，就是通過微波改變廢棄橡膠的分子鍵)。再有物理學(xué)之道，分子原子核在外加電磁場(chǎng)的周期力作用下所呈現(xiàn)的許多共振現(xiàn)象都發(fā)生在微波范圍，因而微波為探索物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本特性提供了有效的研究手段。另一方面，利用這一特性，還可以制作許多微波器件

　?。?）信息性

　　由于微波頻率很高，所以在不大的相對(duì)帶寬下，其可用的頻帶很寬，可達(dá)數(shù)百甚至上千兆赫茲。這是低頻無線電波無法比擬的。這意味著微波的信息容量大，所以現(xiàn)代多路通信系統(tǒng)，包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)，幾乎無例外都是工作在微波波段。另外，微波信號(hào)還可以提供相位信息，極化信息，多普勒頻率信息。這在目標(biāo)檢測(cè)，遙感目標(biāo)特征分析等應(yīng)用中十分重要。因此微波通信容量大、質(zhì)量好、傳輸距離遠(yuǎn)。

　　【產(chǎn)生方式】

　　微波能通常由直流電或50Hz交流電通過一特殊的器件來獲得?？梢援a(chǎn)生微波的器件有許多種，但主要分為兩大類:半導(dǎo)體器件和電真空器件。電真空器件是利用電子在真空中運(yùn)動(dòng)來完成能量變換的器件，或稱之為電子管。在電真空器件中能產(chǎn)生大功率微波能量的有磁控管、多腔速調(diào)管、微波三、四極管、行波管等。在微波加熱領(lǐng)域特別是工業(yè)應(yīng)用中使用的主要是磁控管及速調(diào)管。

　　【真題演練】

　?。?016·寧夏）下列關(guān)于微波的說法正確的是：

　　A．微波的頻率比一般無線電波的頻率低

　　B．含水量多少對(duì)微波加熱效果沒有影響

　　C．微波會(huì)被玻璃、塑料和瓷器等物體反射

　　D．微波通信容量大、質(zhì)量好、傳輸距離遠(yuǎn)

　　正確答案：D

　　【解析】本題考查微波相關(guān)知識(shí)。

　　在微波長(zhǎng)段的電磁波所對(duì)應(yīng)的頻率范圍是300MHz（0.3GHz）—300GHz，這就意味著微波通信設(shè)備的通頻帶可以做得很寬，通訊容量比較大。微波通信質(zhì)量好，抗干擾能力強(qiáng)，并可傳至很遠(yuǎn)的距離，是國(guó)家通信網(wǎng)的一種重要通信手段，也普遍適用于各種專用通信網(wǎng)。

　　因此，選擇D選項(xiàng)。

　　A項(xiàng)：微波是無線電波中一個(gè)有限頻帶的簡(jiǎn)稱，是分米波、厘米波、毫米波的統(tǒng)稱。微波頻率比一般的無線電波頻率高，通常也稱為“超高頻電磁波”。

　　B項(xiàng)：微波爐加熱食物的原理，簡(jiǎn)單來說就是當(dāng)微波輻射到食品上時(shí)，食品中含有一定量的水分，而水是由極性分子組成的，極性分子的取向會(huì)隨微波場(chǎng)的變化而變動(dòng)，由于食品中水的極性分子的這種運(yùn)動(dòng)，以及相鄰分子間的相互作用，產(chǎn)生了類似摩擦的現(xiàn)象，使水溫升高，因此，食品的溫度也就上升了。由此可知，食品中含水量的多少對(duì)微波加熱效果會(huì)有比較大的影響。

　　C項(xiàng)：對(duì)于玻璃、塑料和瓷器，微波幾乎是穿越而不被吸收，而金屬類東西，則會(huì)反射微波。