◆           金属可不可以放入微波炉?                  ·老圃·   其实“金属可不可以放入微波炉”是一个伪命题。因为微波炉内壁就是如假 包换的金属。但是把金属放入微波炉可能很危险,这句话却没有错。要想明白到 底是怎么回事,咱们还得从微波说起。   我在《天为什么是蓝色的》里提到(见于《新语丝》2018年6月号),电磁 波就是电场和磁场在时空中的高频震荡。微波炉里的电磁波的频率是2450MHz, 也就是说它产生的电场每秒震荡约25亿次。还是蛮快的。对比一下小区公园里的 秋千,大概每3秒荡一个来回。   咱们再来看看金属。金属里面有很多自由电子。有多少呢?50克铜里面大概 有10的23次方个那么多。反正好多好多就对了。既然是自由电子,它们就可以在 金属里面自由流动,金属导电靠的就是它们。铜线两头加一个交流电压,电子就 跟着铜线里的交变电场来回奔波。如果通的是家里的交流电,它的频率是50Hz, 那么铜线里的电子一秒钟来回振荡50次。   那么当微波打到金属上的时候,电子由于很轻,又没啥束缚,那些像汪洋大 海一般存在的自由电子就在各处跟着高频电场来回震荡。哪里电场强,电子就迅 速跟到哪里。但有一个问题出现了:金属表面的电子先感受到了电磁波,左边电 场强它们就跑到左边,下一半周期右边电场强,它们又跑到右边。电子可是带电 的,这些表面电子跑过去的时候就会把那里的电场抵消掉了。假设那里的电场抵 消得还不够,自然就还有电子继续过去,直到完全抵消为止,对吧?   这样一来里面的自由电子虽然也很自由,但它们就是感觉不到外面世界的疯 狂。它们一脸懵圈,根本不知道有电磁波袭来。而表面那些被微波折腾得疯狂的 电子在震荡的过程中,就发射同样频率的电磁波。这就是金属对电磁波的反射。 微波炉的内壁就是用金属板来反射电磁波,让微波均匀充满炉内空间。顺便扯远 一点,大家每天照镜子,其实就是玻璃背面的金属表面的自由电子,把从你身上 过去的电磁波(可见光)反射回去。这些反射光进入你的眼睛,于是你就看见了 镜子里的自己。   好,我们大家都明白了一个大的画面:表面电子在微波照射下东跑西颠,里 面的电子安安静静。这样金属在微波炉中的表现就容易理解了。如果我们把一块 平的、厚厚的、边角很圆滑的金属放入微波炉,按下电源开关。电磁波瞬间包裹 住了金属。微波的高频电场对于任何表面都能分解成垂直表面方向的电场震荡, 和平行表面的电场震荡。平行的电场震荡我们前面说过了,它就是让电子左右震 荡抵消电场,让里面的电子毫无感觉,安安静静。那么垂直的电场震荡呢?它让 电子垂直于表面上下震荡,当然这种电子的振荡也抵消电场的作用,让里面的电 子不知不觉,这种电子的振荡也反射微波。但是,电子在上下震荡的过程中,在 表面会有瞬间的表面电荷,它们随电场强弱而忽高忽低。这些表面电荷如果出现 在一大块的金属板上,它产生的电场很弱,闹不出什么幺蛾子。这种情况就是微 波炉内壁的情况,没事儿。一把边缘光滑、手柄粗圆的调羹也是这种情况。   但是当你把一把叉子放进微波炉中加热的时候,问题就来了。在叉子的尖端 有两个问题出现了,一个是垂直的电场会在尖端产生瞬间的表面电荷,另一个更 大的问题是,即使是顺着叉子震荡的电场也会在尖端产生瞬间电荷,因为尖端嘛, 电子跑到头了。如果叉子很钝,尖端的曲面很缓,电荷产生的电场不大。如果很 尖的话,那里的电场就大了去了。为什么呢?这里有两个原因。第一,由于电子 互相排斥,在平缓的金属表面,它们尽量要相隔远一点。而在尖锐的地方,它们 被微波的电场驱赶到那里,无路可逃,只好紧密地挨着。第二,那么多电子聚在 尖端,它们产生电场的强度跟尖端的曲率半径的平方成反比。如此说来,越尖、 越细的尖端,越薄的边缘,电场就越大。有多大呢?就跟高压电线漏电的时候辣 么大。大到能把附近的空气分子中的电子硬生生地给拽出来。   这时有两种现象发生了。第一,丢掉电子的空气分子,成了离子。它们瞬间 被尖端的电场加速。这些分子一加速,就压迫周围的空气。周围的空气一被压缩, 就形成空气振动,也就是声波。这些声波敲打在耳膜里,就是小鞭炮似的噼里啪 啦的声音。第二,这些离子迅速捕获了空气中的电子,又变成了分子。在这个过 程多余的能量以光的形式释放,这就是大家看到的蓝莹莹的电光。高压线放电, 静电摩擦(冬天脱毛衣)在纤维末端产生的放电都是同一现象。用通俗的话讲, 就是高电场把空气击穿了。   那么把锡箔纸放入微波炉加热就容易理解了。当微波四面八方袭来,锡箔纸 上到处都是表面电子的震荡。由于很薄,锡箔纸的电阻就很大。什么是电阻?扯 远一点,当你去电影院迟到了,找不到位子,突然发现12排中间有一个空位,你 走过去的时候碰到的那一排膝盖、小腿、脚。这就是“电阻”。电子震荡时候也 是磕磕碰碰的。这就是锡箔纸的情况,它很薄,电子来回运动的过道就很窄,电 阻很大。电子的震荡,使得原子都跟着震动起来,也就是加热了。就像当你穿过 那个狭窄的过道走进那个空位子,一路上碰到的人都要动起来一样。如果你又想 上厕所,又来来回回地折腾几趟,非打起来不可。这个“打起来”就是电子干的 好事。它来来回回折腾,把锡箔纸弄得很烫,以至于到了铝的燃烧温度。这样就 失火了。锡箔纸还有一个问题,就是它不平,容易有褶皱。那些褶皱的尖端,就 跟前面说的叉子尖端一样,容易引起高电场击穿空气,弄得噼里啪啦的。当然, 如果是一个镶着金边,描着金线的瓷器,效果也是一样的。   说到这里大家应该明白了,金属能不能放入微波炉,不仅仅是金属的问题, 而是金属再加上它的形状造成了隐患。其实专门制造微波炉冷冻食品的公司,反 而利用了薄金属材料加热的原理,专门在冷冻的burrito下面放了一层“锡箔 纸”。这样不仅可以很快加热,而且可以烤出焦黄的颜色。但老圃不建议大家自 己在家中如此操作。