在雷达管旁融化的巧克力棒
磁控管是一种能产生强力厘米波长无线电波的电子管。1940年，英国将它改进到实用形态，好让雷达装进飞机，之后这种电子管被大量生产。许多人都知道，通电设备旁边会变热。雷神公司的工程师珀西·斯宾塞没有视而不见：据该公司自己的说法，他在一台正在工作的磁控管旁停下，发现口袋里有一块融化的巧克力棒。
接着，他在旁边放上玉米粒，得到了爆米花。然后是鸡蛋，据说鸡蛋炸开了。1945年秋天，人们提交了专利申请；1947年，第一台Radarange烤箱问世：重约340千克，采用水冷。它没有被装进厨房，而是安装在餐厅、船上和火车上。
- 雷达
- 磁控管
- 巧克力棒
- 烤箱
更早以前，人们也尝试过制造家用型号，但直到1967年，烤箱才成为普通厨房电器，那时电子管和冷却系统被缩小到了台面大小。从融化的巧克力棒到走进厨房，过去了20多年：不是因为人们没理解这个想法，而是因为它必须变小。
为什么食物会变热，盘子却不怎么热
水分子是偶极子：一端带正电，另一端带负电。腔体内的电场每秒振荡2.45×10^9次，分子随着电场转动，并不断碰撞周围的分子。这种碰撞就是加热。玻璃、瓷器和大多数塑料无法这样转动，所以它们只是被食物本身加热。
微波只能浅浅地进入食物，深度约为几厘米。再往里，热量靠普通的热传导传递，从外向内，而不是反过来。因此，大块食物的中心会保持冰凉，微波炉里还要有转盘：没有转盘，腔体内就会有些地方几乎接收不到微波。
之所以选择2.45吉赫兹，是因为这是水的共振频率：水在这个频率下加热效果最好。
事实恰恰相反。液态水的吸收峰频率明显更高，在那个频率下，微波会在食物最初几毫米处就被吸收，只加热表皮。2.45吉赫兹是家用电器允许使用的频率，远离吸收峰，微波得以进入食物内部。
现代微波炉里的磁控管，是雷达电子管的直系亲属。它变得更小、更便宜，但原理没有改变：同样的阴极、同样的谐振腔、同样的厘米波。军用设备只是搬进了厨房。
而且不再引人注意。根据2020年的美国住房调查，几乎每个家庭都有微波炉，它的普及率超过了洗碗机。
2020年美国拥有微波炉的家庭
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来源
- 珀西·斯宾塞的专利《处理食品的方法》（1945年申请，1950年授权）；雷神公司的Radarange烤箱发展史；关于2.45吉赫兹介电加热的综述；2020年美国住宅能源消费调查（RECS）。