…所以把人放進微波爐會怎麼樣?

類別: 新奇

…所以把人放進微波爐會怎麼樣?
Image by Jim Cooke

趨膚效應是一個電磁學概念,雖然聽起來很厲害很高階的樣子,但要解答題目中的問題,這個概念至關重要——人體暴露在不同微波頻率中會發生什麼現象?為什麼有時候便利店熱的食物外熱內冷?

有沒有剪開過電線然後發現它不過是一根空心管?為什麼它不是實心的呢?答案就在趨膚效應裡。給予一個直流的電壓源,所有的電子都會源源不斷地從一端流向另一端,這時候電流在電纜上分佈均勻;而交流電電流中的電子運動方向並不統一,是在平衡位移,來回振動,這就導致導線橫截面上的各處電流分佈不均勻,而趨膚效應所說的就是交流電通過導線時,電子會聚集於總導體的表層而非平均分佈於整個導體的橫截面中。如果一臺電器或一根導線只會傳導交流電電流,將電線做成實心的就沒有必要,因為只有外層會被用到。

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電流減少為表面值37%的深度,叫做趨膚深度(skin depth)。趨覆深度與頻率成反比,所以低頻電流比高頻電流對導體中心更有穿透力。材料的磁導率越高,趨膚深度越淺;材料導電性越強,趨膚深度越淺;所以,如果你想在高頻中保護自己,可以在子身上覆蓋一層較薄的材料——基本上什麼材料都可以;而想要在低頻中保護自己,你就需要一層很厚的覆蓋物,並且該覆蓋物導電性需要更強

趨膚效應可以解釋我們平常用微波爐加熱食物時遇見的一些現象。把一個芝士夾心的餡餅放進微波爐加熱,開啟微波爐一口咬開,芝士餡簡直能燙穿食道。但如果用微波爐加熱千層麵或是雞肉,吃到一半你會發現中間還是透心涼。為什麼有的食品加熱得很均勻,有的就要外熱內冷呢?

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造成這種現象的原因之一是微波爐的工作方式。這一點可能很多人都聽過,微波爐在工作時會產生讓液體水分子振動的電磁波。電磁波讓食物中有水的部分升溫,熱在水裡傳遞的速度很快,所以食物中含水越多越分散,食物加熱也就越均勻。如果被加熱的是凍幹食物,比如又幹又脆的餅皮之類,那麼加熱後它的溫度變化不會太大,但如果它有餡兒,比如芝士(甚至更軟的奶油芝士),那麼內部的熱量就足以加熱外層餅皮以及燙穿你的舌頭

食物本身含的水分並不多,但傳導性還算不錯,比如一大塊肉,那麼趨膚效應就會先讓它的外層先加熱,再逐漸將熱量傳遞到內部——就和普通烤箱一樣,而如果肉的體積實在太大,微波爐功率又很弱,那麼加熱效果肯定是很不理想的。

所以把人放進去到底會怎麼樣呢?首先,不管是外熱內冷還是一咬爆漿,被加熱都不會是愉快的體驗啦——不過,其實你的內臟是不太可能被烤熟的,大部分創傷只是在皮膚上(不過朋友們!如果有人喪心病狂把你放進微波爐加熱,千萬不要因為內臟不會被烤熟而掉以輕心!!一定要閉眼!!想想你水汪汪的大眼睛有多大的危險吧!!)

餐廳或便利店所使用的微波爐採用的頻率大概為 900 兆赫茲,而家用的則要高得多——它會達到 2.5 前兆赫(GHz),所以...如果你必須要被塞進一臺微波爐,為了自己的內臟和小命,你最好祈禱自己被放進家用微波爐裡。

[keep_beating via io9]

#下面是著名的“雞蛋放進微波爐加熱會怎樣”的結果

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#好吧以及加熱後你不會變成的樣子

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