电磁学
微波加热
微波加热原理
微波加热是一种涉及电磁波和传热的多物理场现象：任何暴露在电磁辐射中的材料都会被加热。迅速变化的电场和磁场可以产生四种热源：任何作用于导电材料的电场都会引起电流流动；此外，时变电场会促使偶极分子（比如水）发生振荡；作用于导电材料的时变磁场也会引起电流流动；不仅如此，某些类型的磁性材料还可能发生磁滞损耗。
微波加热的应用
加热食物
微波炉是微波加热的一个典型应用示例。当我们将食物放进微波炉并按下“启动”按钮后，电磁波就会以 2.45 GHz 的频率在微波炉内振荡。这些电磁场与食物相互作用，导致热量的产生和温度的升高。
微波炉中的马铃薯：电场和温度图。右侧矩形块表示波导馈电。
微波炉中的马铃薯：电场和温度图。右侧矩形块表示波导馈电。
微波加热的效率取决于材料的性能。举例来说，如果在微波炉中放置多种水分含量不同的食物，那么它们会以不同的速率加热。餐具中的食物可能出现这样的情况：一部分食物已经很烫了，而其余部分却还是冷的。除此之外，食物之间的相对位置也会影响微波炉中的电磁场。这就是为什么大多数微波炉中都带有转盘，通过旋转食物来促进均匀加热。
治疗癌症
另一个利用微波加热效应的应用是癌症治疗，具体地说就是肿瘤热疗。这种癌症治疗方式是对肿瘤组织进行局部加热，而不损伤周围的健康组织。
在微波凝固治疗中，医生将一根很细的微波天线直接插入肿瘤，通过微波将其加热，形成一个凝固区，杀死其中的癌细胞。这种治疗方法需要精确地控制空间分布和加热功率。温度传感器不仅要求做到设计精良，而且摆放位置也必须经过周密细致的考虑，才能避免损伤健康组织。
对肝组织进行微波加热，用于治疗癌症。
对肝组织进行微波加热，用于治疗癌症。
发布日期：2015 年 1 月 14 日
上次修改日期：2017 年 2 月 21 日