在雷達管旁融化的巧克力棒
磁控管是一種能產生強力公分波長無線電波的電子管。1940 年，英國將它改良到可實際運作的程度，讓雷達能裝進飛機裡，之後這種電子管便大量生產。許多人都知道，開啟的設備附近會變熱。Raytheon 工程師珀西・斯賓塞卻沒有視而不見：依照該公司的說法，他在運作中的磁控管旁停了下來，發現口袋裡有一根融化的巧克力棒。
接著，他在旁邊放了玉米粒，做出了爆米花。然後是雞蛋，據說雞蛋爆開了。專利申請於 1945 年秋季提出，1947 年，第一台 Radarange 烤箱問世：重約 340 公斤，採用水冷。它不是裝在廚房裡，而是放在餐廳、船上和火車上。
- 雷達
- 磁控管
- 巧克力棒
- 烤箱
更早以前就有人嘗試製作家用機型，但直到 1967 年，電子管和冷卻系統縮小到檯面大小後，這種烤箱才成為一般廚房家電。從融化的巧克力棒到走進廚房，過了 20 多年，不是因為人們不理解這個想法，而是因為它必須縮小。
為什麼食物會變熱，盤子卻保持冰冷
水分子是偶極子：一端帶正電，另一端帶負電。腔體中的電場每秒振盪 2.45 億次，水分子跟著電場轉動，並推動鄰近分子。這種推動就是加熱。玻璃、瓷器和大多數塑膠無法這樣轉動，所以它們只是被食物本身加熱。
微波進入食物的深度很淺，只有幾公分。再往裡面，熱會以一般的熱傳導方式傳遞，從外向內，而不是反過來。因此，大塊食物的中心可能還是冰冷的，也因此需要旋轉托盤：沒有它，腔體裡就會有些位置幾乎接收不到微波。
之所以選擇 2.45 GHz 的頻率，是因為那是水的共振頻率：水在這個頻率下加熱效果最好。
更接近事實的說法正好相反。液態水的吸收峰頻率明顯更高，而在那個頻率下，微波會在食物最初幾毫米處就被吸收，只把表皮加熱。2.45 GHz 是家用電器獲准使用、又避開吸收峰的頻率，微波才能進入食物內部。
現代微波爐裡的磁控管，是雷達電子管的直系後代。它變得更小、更便宜，但原理沒有改變：同樣的陰極、同樣的諧振腔、同樣的公分波。軍用設備只是搬進了廚房。
而且不再引人注目。根據 2020 年美國住宅調查，幾乎每戶人家都有微波爐，普及率超過洗碗機。
2020 年美國擁有微波爐的家庭
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來源
- 珀西・斯賓塞的專利「處理食品的方法」（1945 年申請，1950 年核發）；Raytheon 的 Radarange 烤箱歷史；2.45 GHz 介電加熱研究回顧；2020 年美國住宅能源消費調查（RECS）。