引言：
近日，广州某女士在公司附近买了一盒速冻饺子，结果把煮饺子玩出了新高度，女生在公司用微波炉加热速冻饺子，结果最后饺子熟了，还真的跟水煮的一样。下面就根据微波炉加热饺子的流程来了解下微波炉的工作原理和一些防止微波泄露的注意事项，并从中学到一些微波炉对人体的影响知识。
微波加热的基本原理：
微波炉是一种微波加热设备，您可以简单理解它和太阳通过辐射加热你的脸一样的原理。而从EMC测试的原理来说，微波辐射对人体是有影响的，特别是携带心脏起搏器的人员， 所以关注微波炉使用微波加热的原理尤其重要！
工作频率：
在了解微波炉的结构之前，我们先了解下微波炉加热的微波都有哪些工作频率。
无线电频段划分时将微波定为300MHz（波长0.9米） ~ 300GHz（波长0.0009米）的工作频率，而微波炉一般使用2.24GHz（波长12.2厘米）的工作频率，它的波长决定了它是否能通过玻璃窗上的金属网格！这个您可以在下面的基本结构中理解更多。
微波炉的基本结构：
微波炉的基本结构
- 金属腔体：也就是微波炉的外壳全部用金属制造，是一个屏蔽体，这和我们制造的电磁屏蔽室的原理是一样的。
- 金属网窗口：我们一般能在微波炉前端看到一个玻璃面板，其实面板内侧还有一个金属网，它也是一种小型的波导管，您看到的孔径越小则代表它只允许固定频率的微波信号通过，我们上面介绍了微波炉的工作频率的波长一般是12.2cm，所以只要金属网的孔径远小于微波波长，则微波将被锁定在金属网窗口内。
- 控制面板：设置工作时间等基本功能。
- 高压变压器：微波炉右侧有一个高压变压器，它的功能是将220V电压转换为几千V高压（取决于您的产品功率）。
- 磁控管：微波炉的核心器件，是一种高功率真空管，可以将电能转换为远距离微波辐射。
- 天线/微波搅拌器：磁控管发出的微波将被天线发射出去，金属微波搅拌器则不断的改变微波的极化方向，防止微波持续定向发射。
- 波导管：波导管是一种中空的金属管，我们在电波暗室里也常用波导管传输光纤等非金属信号线。天线出来的微波信号将通过波导管传输到
- 微波搅拌器：微波搅拌器由金属片制造，它能不断改变微波的极化方向。
从微波炉的结构可以看出，只要金属腔体是完好的，而且金属网窗口也是被正常关闭的，微波炉内的微波信号就不会传导到外部，也不会对人体产生影响。但是我们不能排除微波炉没有正常检测到金属网窗口是否被正常关闭，此时微波信号将溢出，甚至对人体加热，或产生EMS干扰其他电器设备的工作。
加热原理：
微波炉的加热主要通过波长为12.2厘米的微波辐射到食物上，这也是水分子自然共振的频率，我们都知道水分子的化学式是H2O，H氢分子是正电荷，O氧原子是负电荷，所以它是一个极性分子。
根据物理学原理，当微波向水分子保持固定方向辐射时，电场作用下电荷移动方向遵循以下规律：正电荷沿电场方向（高电势向低电势）移动，负电荷逆电场方向（低电势向高电势）移动。，所以水分子将和电场线的方向平行。
固定微波电场方向时的电场作用下正负电荷移动方向
而微波炉使用搅拌器不断改变微波信号的极化方向，也就是产生了交变电场，不断的切换上图所示的高电势和低电势方向。
水分子在交变电场作用力下交变摆动
这时，水分子中的正负电荷将带动水分子不断的左右摆动，相邻的水分子之间将会因为摆动而剧烈摩擦。
根据周期公式T=1/f：
T= 1/2.45GHz =4*10^(-10) s
这代表着水分子摆动一次仅需要4*10^(-10) （秒/次），转换为摩擦频率（次/秒）=2.45*10^9，也就是24.5亿次！
在如此剧烈的摩擦作用下，包含水分子的食物将快速获得热量，最后食物变熟。
加热食材的注意事项：
该女士使用微波炉专用玻璃碗+速冻饺子+热水的混合物直接放在微波炉里加热，这是符合微波炉的基本使用要求的。从之前介绍的微波炉工作原理来看，微波炉主要通过加热水分子加热食物，所以使用非金属的容器例如玻璃或陶瓷是最佳的选择。
注意点：
- 但是谨慎使用”纸质和塑料”容器加热食物，虽然它们的成分不包含能被加热的水分子，不会被微波炉加热，但是它们依然会被高温食物的温度传导到器皿上，特别是塑料材质的快餐饭盒在加热后可能融化甚至产生致癌物，而纸质容器会变软平摊，失去容器的作用。
- 另外，我们也不能使用金属容器，因为微波传输到金属介质上将转换为表面感应电流，一旦金属容器上有尖刺或不规则的边缘，金属物体在微波电场的作用下将产生电弧火花甚至火灾！
使用玻璃碗和热水混合水饺加热
使用微波炉加热的注意事项：
从上面介绍的微波炉工作原理得知，微波炉启动后，微波信号开始在微波炉内部不断的照射食物内部的水分子，让水分子的正负电荷在交变电场的作用力下摆动而产生热量，食物的温度将升高直至熟透。而微波将穿透你的食物，对食物的整体进行加热。这时我们只要确保微波炉的金属网格窗口被正常关闭并屏蔽微波信号，我们就能得到一盘热气腾腾的美食。
常见问题：
微波炉内的食物是先热里面还是先热外面？
按照微波炉微波加热的原理来看，从理论上说，食物应该是整体一起加热。但是实际的微波信号会被食物吸收，当到达食物内部时微波能力将变弱，所以大部分情况下都是食物外部的部分嫌热，当然，如果您加热的食物很小，它就能达到理论效果整体一起加热，如果食物体积很大，或者食物密度也很大时，那微波能量将大部分被食物外部吸收变热，然后通过热传导的方式让食物内部也被加热。
如果有的食物含水量很高，大部分微波能量将穿透到食物内部，这是食物内部因为热量被外部阻挡，食物内部将优先变热，而食物外部会晚一些。
这也是微波炉与烤箱的不同之处，烤箱一定是从食物外部先加热然后传导到内部的，而微波炉的加热方式取决于食材的材料、体积、密度等多种因素。
例如这位女生在公司用微波炉加热速冻饺子，饺子内部水分很少，直接加热饺子是很不明智的，所以她在碗里倒了水后饺子将更容易被加热，首先是水被加热，然后热传导到饺子内部加热饺子。
为什么玻璃容器加热后会比食物更热？
这可能的原因是玻璃容器的材质内包含杂物，例如金属分子或其他金属氧化物，玻璃碗比食物更早接触到微波炉的微波辐射，所以它会变得更热。
微波炉如果泄露了对人体有伤害吗？
之前我们介绍了微波炉的工作原理时说明了微波炉采用金属外壳屏蔽微波信号外泄，而且还使用金属网窗从正面隔离微波外泄，但当微波炉因为质量问题也就是屏蔽效果失效时，微波辐射将向外界发射，但是因为以下多个因素，我们不必对微波炉的辐射耿耿于怀。
功率不高：
微波炉的功率仅1000W左右，根据天线发射的原理，天线末端产生的微波辐射将随距离的增大对数减小，这也叫指数级变小，所以一定距离之外，就算微波炉全部外泄后到达人体剩余的功率会很小，可能仅与手机发射的功率相当。并且每个国家都针对微波辐射规定了发射限值，例如美国食物和药品管理局规定在5厘米时距离时不超过每平方厘米5毫瓦，如果需要量测，我们也可以使用微波辐射测试仪在不同的位置测量微波辐射的剩余功率。
即使你站在微波炉旁边，你也要长时间暴露在高电平的辐射下才会对人体产生影响。
但是不排除部分携带心脏起搏器的人员使用微波炉的危险性，因为心脏起搏器是电子产品，它对电磁干扰更加敏感。
微波炉的辐射对人体有害吗？
微波炉有辐射，是否会让被照射过的食物具有放射性？如果直接被人体接收是否有伤害？我想这应该是大众最想知道的，我们只需要明确微波炉发射的微波是非电离信号，这意味着它没有足够的能力改变被照射物体的原子结构或使食物具有放射性！它的功能仅仅是让食物中的水分子摆动，而不是变为其他元素。当然，如果长时间人体被大剂量微波照射，你可能会变热，就和你晒太阳一样。
所以微波辐射可以像加热食物一样加热你的身体。长时间暴露在高强度的微波中会导致烧伤。特别是眼睛更容易受到微波加热的影响，因为眼睛中的血流相对较少，无法带走多余的热量。
微波炉耗电吗？
微波炉的工作需要升压、磁控管产生微波信号，还要被搅拌后通过波导管传输到食物，这个过程中会消耗很多电能；微波炉的外壳是金属的，它也会吸收整个腔室的热能；当我们加热食物后打开金属网窗，能感觉到腔体内很热，这也是能量损失。也就是说微波炉除了给食物提供能量，还要损耗很多能量在结构上，这些能量损失都会导致使用微波炉时耗电增加。
微波炉加热效率高吗？
微波炉加热效率很高，如果在不考虑电能损耗的情况下，它将比烤箱的加热效率更高、更快！
但是如果你只是加热一杯水，微波炉可能不是最好的选择，根据研究发现，微波炉加热水的效率只有电热水器的40%。而如果是加热米饭，在米饭里保留一定的水分会加热的更快。所以微波炉的加热效率取决于您加热什么食物。
而且微波炉的容积有限，不可能用于加热大体积的食物，所以一般家庭还会选购烤箱作为补充。