也看，也想
對細節的觀察常常是思考的起點
正文
來源: 老看客 於 07-04-07 20:06:43
http://web.wenxuecity.com/BBSView_archives.php?SubID=na&MsgID=676010&yr=2007
科普：神通廣大的微波 BY 老看客
內容：
一、我們沐浴在微波場中
二、微波加熱與日常生活及傳統工業
三、微波與人體健康 A。微波輻射對人體健康的影響；B。微波治療/理療
四、微波通信
五、微波遙感
六、微波武器
七、在微波基礎上發展的其它新方法、新工藝、新技術
說明：1。在此版本中，對此前已貼出的第一、二部分內容作了少量修改；2。本老看客在過去的研究工作中曾長時間與微波打交道，在寫作此帖時還參考了網上不少的資料。謹向那些已具名或未具名的參考文獻的作者們致謝。
一、我們沐浴在微波場中
得益於家用微波爐的普及，生活在現代社會裏的人們對於微波（microwave）二字早已不感到陌生，甚至不少人都可以列舉出微波與我們日常生活相關的事例的一二三四、甲乙丙丁。不錯，你也許還能進一步指出：微波是一種高頻電磁波，波長範圍在0.01 mm – 1 m之間，頻率範圍介乎於0.5 GHz – 100 GHz。但，如果你的專業領域或工作性質不是直接與微波打交道的話，估計你還是很難想象微波會有那樣廣大的神通、它是如此深刻地影響著我們的生活與生命。
我們知道，地球本身是一個巨大的電磁場。在我們清醒時或酣睡中、在運動中或靜止時，我們的身體無時不承受著強大的地磁場的磁力線的切割。作為浩瀚宇宙中的一個星體，地球還飽受宇宙射線的浸染 -- 這包括我們生命所依賴的、來自於與我們最臨近的恒星 -- 太陽 -- 的陽光（主要為可見光），也有我們肉眼看不見的紅外線、紫外線、X射線等。
微波無疑屬於最古老的宇宙射線的一種了，古老到直接與宇宙大爆炸相聯係。說來有趣：早在1948年, 美國科學家 R. Alpher 和 R. Herman 即已預言，宇宙大爆炸產生的殘係輻射，由於宇宙的膨脹和冷卻，如今它所具有的溫度約為絕對零度以上5K (絕對零度等於攝氏零下273度，即 -273 oC)。盡管他們的預言並未引起人們的普遍重視，但在1965年，位於新澤西州的美國電話電報公司貝爾實驗室的A. Penzias 和 R. Wilson 在0.054厘米至數十厘米波段內發現了一種溫度接近於2.7K的黑體輻射，習慣稱為3K背景輻射。這個溫度，也即遠離恒星（不受恒星發熱影響）的我們宇宙的溫度，與Alpher和Herman當年富於靈感的估計非常接近。微波背景輻射的特點是幾乎所有方向都是相同的。對地球所在的銀河係而言，由於其相對於微波背景輻射發生移動，微波背景輻射略有不對稱。微波背景輻射是宇宙非常熱的早期階段的餘燼，為宇宙大爆炸本身的遺跡。宇宙微波背景輻射的存在，給予了宇宙大爆炸理論以強有力的支持。
不難體會到：我們的宇宙空間，實際上就是一個碩大無比的微波爐。所幸的是，這個微波爐的功率不是太大。至少在我們的地球上，各色各樣的鮮活生命包括我們人類還可以在這個巨大的微波場內生存無憂。另一方麵我們也可以這麽理解：我們生命的起源、進化，正是沐浴著微波背景輻射而演進的。
認識了微波，就可以“製造”出功率強大的微波為人所用。迄今為止，微波已經在通信、遙感、軍事、工業、醫療健康、日常生活、科學研究等方麵獲得廣泛的應用。為了避免對微波通訊產生幹擾，國際無線電管理委員會專門選定了一些頻率為工業、科學和醫學所專用 -- 即所謂的ISM頻率，包括433兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫。目前用於工業加熱的常用頻率為915兆赫和2450兆赫；家用微波爐則基本上都是使用2450兆赫這一頻率。
二、微波加熱與日常生活及傳統工業
在微波的各項重要性能極其應用中，微波加熱是可以列第一位的。與傳統的“外源加熱”絕然不同，微波加熱屬於“內源加熱”：當較大功率的微波作用於一物料，物料介質中的離子在微波場下發生定向遷移，而極性分子則發生定向排列。由於微波頻率極高，這種離子的定向遷移或分子的定向排列在每秒種內可發生數十億次的變化，造成分子的劇烈運動與碰撞摩擦，從而產生熱量，將微波能直接轉化為介質內的熱能。
由此可見，不是任何物質都可以接受微波能的。比如，金屬材料既不吸收微波，也不允許微波透過。光潔的金屬表麵會反射微波；尖銳的金屬物品在強微波場中則有可能發生“尖端放電”，帶來危險的後果。玻璃、陶瓷、塑料、幹燥的木材等吸收微波的能力很弱，但可以允許微波通過。
水是眾所周知的極性小分子，也是極佳的微波接受體。由於許多材料都含有程度不同的水分，早在1945年，美國就有人提出了利用微波的這種熱效應來對材料進行加熱的想法。從那以後，對微波加熱的研究與應用發展很快。一個最典型的例子就是：家用微波爐不僅成為了現代居家必備的廚房用具，而且儼然還成為了辦公室裏不可或缺的“辦公用品”。
在當今食品加工行業中，微波技術已廣泛應用於加熱食品、食品滅菌、食品解凍、食品膨化、烹飪食品、蔬菜脫水、水果幹燥，等等。
( **** 嚴重警告：絕不要利用微波加熱帶殼雞蛋一類的食物。原因：蛋殼允許微波透過對雞蛋內部加熱，但它使微波受體成為了一個密閉體係，故而其內部可以產生高溫高壓，於是雞蛋變成了小炸彈。蛋殼越厚，積蓄的壓力就越高，這小炸彈爆炸的威力也就越大！！！)
此外，微波加熱、幹燥、殺蟲、滅菌已大量應用於皮革、木材、彩色印刷、紙張、化工、陶瓷、藥品、煙葉、建材、橡膠等行業。例如：
利用微波加熱可快速、均勻地烘幹木板，且不開裂、變形小，同時殺死木材內部的卵蟲和幼蟲。微波加熱也可用於膠合板或拚板膠接的固化處理及藥品、煙草、竹製品等的幹燥、滅黴殺菌；
在橡膠工業中，微波加熱設備可對3～4 噸重量的輪胎進行硫化處理；
利用微波加熱進行陶瓷的均勻致密化燒結，最高溫度可達2000℃，可獲得大尺寸的精細陶瓷；
微波加熱的突出優點是：加熱速度快、均勻加熱、節能高效、易於控製、清潔衛生、選擇性加熱及安全無害。
三、微波與人體健康
（本節主要中文參考文獻：柳紅梅，“微波輻射對人體健康影響的研究進展”，http://engine.cqvip.com/content/x/85500x/2004/009/002/gc29_x1_9714449.pdf；程紅麗、 劉健， “微波理療中的泄漏及防護”，http://www.hymw.com/wz/xlou2.htm）
A。微波輻射對人體健康的影響
電磁輻射（Electromagnetic Radiation）對人體健康的影響是現代環境健康學或環境衛生學（Environmental Health Sciences）的重要研究內容之一。微波的生物學效應可分為熱放應和非熱效應兩類。這兩類效應均能對人體健康造成一定危害，一般地說非熱效應引起的傷害遠低於熱效應。
微波輻射對大腦的影響：高強度（大於10mW/ cm2）微波可引起腦結構的改變。高強度微波的生物學效應是熱效應。持續的低強度（小於5mW/ cm2～10mW/ cm2）微波輻射也可致腦結構的改變。與高強度微波輻射不同，低強度微波輻射以神經細胞病變為主，而膠質細胞和血管病變不明顯。此外，高強度微波輻射可使腦組織溫度升高或產生強大的電場而致基因突變，具有潛在的致突變作用，而低強度微波長期輻射可致DNA損傷。
微波對人體的生物學作用是多方麵的，目前的研究主要集中於微波電磁輻射對誘變效應、致癌效應及神經行為的影響。許多流行病學調查報道，低劑量微波輻射對人的神經係統、心血管係統等有一定的傷害作用。對神經係統的影響表現為神經衰弱和植物神經功能紊亂。據報道，在劑量≤10mW／cm2的微波輻射下工作三個月， 就可出現頭痛、頭暈、疲勞等症狀；工作半年至一年，上述症狀加重；五年以上可出現明顯的植物神經功能紊亂症狀，如頭癱、惡心、興奮、煩躁、失眠、心前區疼痛等。脈衝微波對神經係統的影響大於連續式微波。低劑量微波輻射對心血管係統的影響表現為心血管係統植物性神經功能紊亂，如心動過緩、血壓下降、心髒傳導阻滯及腦電圖改變等。較大劑量微波輻射對人體的眼睛晶體和血液係統均有傷害。微波熱效應可導致晶體蛋白變性，從而產生自內障，這一傷害是器質性的，不會因離開輻射和休養而得到恢複。較大劑量的微波輻射會引起血小板，血細胞降低，且其功能受損。較大劑量的微波輻射還可使人體染色體發生結構和數目的畸變、精子畸形或減少，而且還可引起先天性缺陷、流產、陽萎和性欲減退。
但迄今為止實驗室的研究結果卻存在很大差異，有些實驗結果還相互矛盾。這可能是由於各研究人員采用的暴露方法、暴露強度及所研究的生物學效應指標等方麵的差異，使得研究結果之間尚缺乏一致性及重複性。因此，目前尚不能得出低強度微波電磁輻射生物學效應的明確結論。
B。微波治療/理療
人體含有70%以上的水分及大量的無機、有機電解質。因此人體組織是很好的微波吸收體。有針對性地利用微波對生物組織的致熱效應和生物效應，可以達到治療不同疾病的作用。作為一種先進的醫療手段，微波治療已經成功地獲得了多年的臨床應用。
微波理療是將微波能集中照射到病變組織部位，被人體軟組織吸收。由於微波是高頻電磁場，它可以穿透入人體組織內部，因此這種生物效應不僅局限在人體表皮產生，而在被照射到的全部組織上從表皮到深部同時產生上述微波生物效應，表現出局部組織溫度上升，導致促進機體血液循環、增強新陳代謝、提高免疫功能和改善局部營養等一係列生物學作用。在傷口愈合治療中可加速傷口部位新鮮肉芽組織生長，提高組織再生能力。
當較高劑量的微波作用於病變組織時，可致使蛋白質變性、凝固、壞死，從而達到對病變組織的燒灼、切割的目的。微波治療手術以其先進的作用原理、優越的止血效果、微小的組織損傷（無碳化）等優點而成為超越電灼、冷凍、激光等治療手段的新技術。
現已開發的微波多功能治療儀可用於與婦科、泌尿科、肛腸科、耳鼻喉科、外科、皮膚科等相關的多種疾病的治療。
四、微波通信
（本節主要參考自“電信基礎名詞解釋：什麽是微波通信”，http://www.sina.com.cn 2004年07月07日 18:51 新浪科技）
由於微波的頻率極高，波長又很短，其空中傳播特性與光波相近 -- 直線前進、遇到阻擋即被反射或被阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以後需要中繼轉發。一般說來，由於地球曲麵的影響以及空間傳輸的損耗，每隔50公裏左右，就需要設置中繼站，將電波放大轉發而延伸。這種通信方式，也稱為微波中繼通信或稱微波接力通信。長距離微波通信幹線可以經過幾十次中繼而傳至數千公裏仍可保持很高的通信質量。由於微波通信具有容量大、質量好以及可遠距離傳送等優點，它已成為各國國家通信網的一種重要通信手段，也普遍適用於各種專用通信網。
微波站的設備包括天線、收發信機、調製器、多路複用設備以及電源設備、自動控製設備等。為了把電波聚集起來成為波束，送至遠方，一般都采用拋物麵天線，其聚焦作用可大大增加傳送距離。多個收發信機可以共同使用一個天線而互不幹擾。
現用微波係統在同一頻段同一方向可以有六收六發同時工作，也可有八收八發同時工作以增加微波電路的總體容量。多路複用設備有模擬和數字之分。模擬微波係統每個收發信機可以工作於60路、960路、1800路或2700路通信，可用於不同容量等級的微波電路。數字微波係統應用數字複用設備以30路電話按時分複用原理組成一次群，進而可組成二次群120路、三次群480路、四次群1920路，並經過數字調製器調製於發射機上，在接收端經數字解調器還原成多路電話。最新的微波通信設備，其數字係列標準與光纖通信的同步數字係列 (SDH) 完全一致，稱為SDH微波。這種新的微波設備在一條電路上八個束波可以同時傳送三萬多路數字電話電路 (2.4Gbit/s)。
微波通信由於其頻帶寬、容量大、可以用於各種電信業務傳送，如電話、電報、數據、傳真以及采色電視等均可通過微波電路傳輸。微波通信具有良好的抗災性能，對水災、風災以及地震等自然災害，微波通信一般都不受影響。但微波經空中傳送，易受幹擾，在同一微波電路上不能使用相同頻率於同一方向。此外由於微波直線傳播的特性，在電波波束方向上，應避免高樓阻擋。
微波通信還有“對流層散射通信”、“流星餘跡通信”等，其原理是利用高層大氣的不均勻性或流星的餘跡對電波的散射作用而達到超過視距的通信。
五、微波遙感
（本節主要摘引自 “微波遙感技術特點” 一文，http://www.gissea.com/html/2006-05/421.htm）
可見光遙感是利用照相機拍被探測物體的照片；而紅外遙感是拍下物體的熱圖；而微波遙感則是利用微波攝下物體的景象。 與可見光遙感和紅外遙感相比，微波遙感技術有許多優點：
第一，對目標的鑒別能力強。由於物質內原子和分子的電動力學過程，任何物體都會產生自然的無線電波輻射，不同物體輻射頻譜不同。如鋼、水和混凝土，在同溫度下，紅外比輻射率分別是0.6—0.9，0.9和0.9，差別是不明顯的，而相應的微波比輻射則分別大0.0，0.4和0.9，根據遙感的輻射強度，就能辨認出目標究竟是導彈發射架還是高樓大廈。
第二，穿透雲層能力強。可見光和紅外線對雲層（特別對雨雲）是“望而生畏”的，而微波卻在其中暢行無阻。因此，在高空中（如衛星上）拍攝地麵景物，是紅外遙感和可見遙感所無能為力的，而微波遙感卻能大顯身手。
第三，對物體的穿透能力強。例如對於冰雪、土壤、混凝土、岩石和植物都有不同程度的穿透，最深可有20～30個波長。由於穿透深，就可以獲得地麵下的信息。
第四，獲得信息不同。例如，可見光和紅外照片上土壤及植物的顏色，主要由它們的表麵層分子諧振所決定，而微波遙感照片的顏色，則反映了土壤和植物的幾何體及介質特性。將這兩方麵信息綜合起來，就獲得了目標的全麵信息。因此，微波遙感，紅外遙感和可見光遙感也是相互補充的。
六、微波武器
（本節主要摘引自《科技日報》袁俊的文章：“微波武器：新軍事變革的產物”，http://www.stdaily.com/gb/stdaily/2007-01/30/content_626639.htm）
微波武器，也稱射頻武器。一般由微波發生器、天線、定向微波發射裝置、控製係統等組成。微波發生器用於發射微波電磁脈衝，天線將微波波束聚成方向性極強、能量極高的窄波束，定向微波發射裝置將電子束的能量或爆炸的化學能量轉換為微波能量。
微波武器通常在遠距離上對軍事目標和武器的光電設備進行幹擾，在近距離上實施殺傷有生力量，引爆各種裝藥或直接摧毀目標。微波武器可用於攻擊衛星、彈道導彈，巡航導彈、飛機、艦艇、坦克、通信係統以及雷達、計算機設備，尤其是指揮通信樞紐、作戰聯絡網等重要的信息戰的節點和部位。使目標遭受物理性破壞，並喪失作戰效能，其破壞的程度達到不能修複的程序。
微波武器對人員的殺傷主要是通過這樣的途徑達到的：當微波低功率照射時，可使導彈、雷達的操縱人員、飛機駕駛員以及炮手、坦克手等的生理功能紊亂，出現煩躁、頭痛、記憶力減退、神經錯亂以及心髒功能衰竭等症狀，導致武器係統失靈；當微波高功率照射時，人的皮膚灼熱，眼白內障，皮膚內部組織嚴重燒傷和甚至致死。
世界發達國家，如美國、俄羅斯、法國、英國、德國、日本等都很重視發展高功率微波武器。其中美國和俄羅斯的高功率微波武器發展較快，已取得了重大進展。美國和俄羅斯等都研製出並試驗了能反複使用的高功率微波武器的樣機，並進行了外場實驗。例如，美國通用動力公司研製出用於艦載防空係統的高功率微波武器樣機，主要用途是對付敵方的反艦導彈；美海軍水麵武器中心正在研製取代艦載“密集陣”高地係統的高功率微波武器；美陸軍正在試驗一種短程高功率微波掃雷器。俄羅斯已研製出一種專用於防空係統的高功率微波武器樣機，並進行了外場試驗。
上世紀90年代的巴爾幹衝突中，微波武器就顯示過身手。海灣戰爭伊始，美海軍首先使用由“戰斧”巡航導彈攜帶的微波彈頭，用於破壞和摧毀伊拉克的電子係統和指揮控製係統，壓製防空武器。在伊拉克戰爭中，2003年3月26日，美軍使用了一種它曆時4年研製的高功率微波炸彈轟炸巴格達電視台，爆炸時產生的電磁微波能量為數十億W，在瞬間切斷了炸彈射程內的電源供應，使巴格達地區大麵積12小時停電，雷達、電腦、電話、廣播通訊陷入癱瘓，一些交通工具無法使用。
七、在微波基礎上發展的其它新方法、新工藝、新技術
1。微波等離子體技術：在半導體生產工藝中，微波等離子體技術已經應用於刻蝕、濺射、氣相沉積、氧化矽片。該技術還可用於金屬、合金、非金屬的表麵處理。在微波等離子體基礎上發展的光譜分析儀，具有快速、靈敏、準確等特點，可用於多種痕量元素的同時分析。
2。微波測量法精度高，適宜於生產中連續測量和自動控製。已廣泛應用於測距、測溫、測厚、測速等。
3。微波在化學中的廣泛應用已導致一個新的化學分支的形成 -- 微波化學。微波水解、微波催化，能極大地提高反應效率；微波酸消解，快速、完全，既可輕易對付傳統方法難以溶解的礦樣，又可揮發性元素的高回收率；微波萃取，能大幅度節省有機溶劑，快速、完全地從固態、半固態基體物質中萃取特定有機化合物，對熱穩定性較差的化合物亦有較好的萃取效果。
4。基於微波核磁共振原理的核磁共振波譜和核磁共振成象：核磁共振波譜法是對各類生物大分子、有機小分子進行組成和結構分析的強有力的工具；核磁共振成象已廣泛應用於生物組織與活體組織的分析、病理分析、醫療診斷、產品無損檢測等方麵，並可用來觀測一些動態過程（如化學反應、生化過程等）的變化。
。。。 。。。
事實上，微波科學包括微波磁學的涵蓋範圍非常之廣，其應用亦已滲透到我們生活的方方麵麵，這些事例是遠遠不能在一篇短文中麵麵俱到地論及的。
http://web.wenxuecity.com/BBSView_archives.php?SubID=na&MsgID=676010&yr=2007
科普：神通廣大的微波 BY 老看客
內容：
一、我們沐浴在微波場中
二、微波加熱與日常生活及傳統工業
三、微波與人體健康 A。微波輻射對人體健康的影響；B。微波治療/理療
四、微波通信
五、微波遙感
六、微波武器
七、在微波基礎上發展的其它新方法、新工藝、新技術
說明：1。在此版本中，對此前已貼出的第一、二部分內容作了少量修改；2。本老看客在過去的研究工作中曾長時間與微波打交道，在寫作此帖時還參考了網上不少的資料。謹向那些已具名或未具名的參考文獻的作者們致謝。
一、我們沐浴在微波場中
得益於家用微波爐的普及，生活在現代社會裏的人們對於微波（microwave）二字早已不感到陌生，甚至不少人都可以列舉出微波與我們日常生活相關的事例的一二三四、甲乙丙丁。不錯，你也許還能進一步指出：微波是一種高頻電磁波，波長範圍在0.01 mm – 1 m之間，頻率範圍介乎於0.5 GHz – 100 GHz。但，如果你的專業領域或工作性質不是直接與微波打交道的話，估計你還是很難想象微波會有那樣廣大的神通、它是如此深刻地影響著我們的生活與生命。
我們知道，地球本身是一個巨大的電磁場。在我們清醒時或酣睡中、在運動中或靜止時，我們的身體無時不承受著強大的地磁場的磁力線的切割。作為浩瀚宇宙中的一個星體，地球還飽受宇宙射線的浸染 -- 這包括我們生命所依賴的、來自於與我們最臨近的恒星 -- 太陽 -- 的陽光（主要為可見光），也有我們肉眼看不見的紅外線、紫外線、X射線等。
微波無疑屬於最古老的宇宙射線的一種了，古老到直接與宇宙大爆炸相聯係。說來有趣：早在1948年, 美國科學家 R. Alpher 和 R. Herman 即已預言，宇宙大爆炸產生的殘係輻射，由於宇宙的膨脹和冷卻，如今它所具有的溫度約為絕對零度以上5K (絕對零度等於攝氏零下273度，即 -273 oC)。盡管他們的預言並未引起人們的普遍重視，但在1965年，位於新澤西州的美國電話電報公司貝爾實驗室的A. Penzias 和 R. Wilson 在0.054厘米至數十厘米波段內發現了一種溫度接近於2.7K的黑體輻射，習慣稱為3K背景輻射。這個溫度，也即遠離恒星（不受恒星發熱影響）的我們宇宙的溫度，與Alpher和Herman當年富於靈感的估計非常接近。微波背景輻射的特點是幾乎所有方向都是相同的。對地球所在的銀河係而言，由於其相對於微波背景輻射發生移動，微波背景輻射略有不對稱。微波背景輻射是宇宙非常熱的早期階段的餘燼，為宇宙大爆炸本身的遺跡。宇宙微波背景輻射的存在，給予了宇宙大爆炸理論以強有力的支持。
不難體會到：我們的宇宙空間，實際上就是一個碩大無比的微波爐。所幸的是，這個微波爐的功率不是太大。至少在我們的地球上，各色各樣的鮮活生命包括我們人類還可以在這個巨大的微波場內生存無憂。另一方麵我們也可以這麽理解：我們生命的起源、進化，正是沐浴著微波背景輻射而演進的。
認識了微波，就可以“製造”出功率強大的微波為人所用。迄今為止，微波已經在通信、遙感、軍事、工業、醫療健康、日常生活、科學研究等方麵獲得廣泛的應用。為了避免對微波通訊產生幹擾，國際無線電管理委員會專門選定了一些頻率為工業、科學和醫學所專用 -- 即所謂的ISM頻率，包括433兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫。目前用於工業加熱的常用頻率為915兆赫和2450兆赫；家用微波爐則基本上都是使用2450兆赫這一頻率。
二、微波加熱與日常生活及傳統工業
在微波的各項重要性能極其應用中，微波加熱是可以列第一位的。與傳統的“外源加熱”絕然不同，微波加熱屬於“內源加熱”：當較大功率的微波作用於一物料，物料介質中的離子在微波場下發生定向遷移，而極性分子則發生定向排列。由於微波頻率極高，這種離子的定向遷移或分子的定向排列在每秒種內可發生數十億次的變化，造成分子的劇烈運動與碰撞摩擦，從而產生熱量，將微波能直接轉化為介質內的熱能。
由此可見，不是任何物質都可以接受微波能的。比如，金屬材料既不吸收微波，也不允許微波透過。光潔的金屬表麵會反射微波；尖銳的金屬物品在強微波場中則有可能發生“尖端放電”，帶來危險的後果。玻璃、陶瓷、塑料、幹燥的木材等吸收微波的能力很弱，但可以允許微波通過。
水是眾所周知的極性小分子，也是極佳的微波接受體。由於許多材料都含有程度不同的水分，早在1945年，美國就有人提出了利用微波的這種熱效應來對材料進行加熱的想法。從那以後，對微波加熱的研究與應用發展很快。一個最典型的例子就是：家用微波爐不僅成為了現代居家必備的廚房用具，而且儼然還成為了辦公室裏不可或缺的“辦公用品”。
在當今食品加工行業中，微波技術已廣泛應用於加熱食品、食品滅菌、食品解凍、食品膨化、烹飪食品、蔬菜脫水、水果幹燥，等等。
( **** 嚴重警告：絕不要利用微波加熱帶殼雞蛋一類的食物。原因：蛋殼允許微波透過對雞蛋內部加熱，但它使微波受體成為了一個密閉體係，故而其內部可以產生高溫高壓，於是雞蛋變成了小炸彈。蛋殼越厚，積蓄的壓力就越高，這小炸彈爆炸的威力也就越大！！！)
此外，微波加熱、幹燥、殺蟲、滅菌已大量應用於皮革、木材、彩色印刷、紙張、化工、陶瓷、藥品、煙葉、建材、橡膠等行業。例如：
利用微波加熱可快速、均勻地烘幹木板，且不開裂、變形小，同時殺死木材內部的卵蟲和幼蟲。微波加熱也可用於膠合板或拚板膠接的固化處理及藥品、煙草、竹製品等的幹燥、滅黴殺菌；
在橡膠工業中，微波加熱設備可對3～4 噸重量的輪胎進行硫化處理；
利用微波加熱進行陶瓷的均勻致密化燒結，最高溫度可達2000℃，可獲得大尺寸的精細陶瓷；
微波加熱的突出優點是：加熱速度快、均勻加熱、節能高效、易於控製、清潔衛生、選擇性加熱及安全無害。
三、微波與人體健康
（本節主要中文參考文獻：柳紅梅，“微波輻射對人體健康影響的研究進展”，http://engine.cqvip.com/content/x/85500x/2004/009/002/gc29_x1_9714449.pdf；程紅麗、 劉健， “微波理療中的泄漏及防護”，http://www.hymw.com/wz/xlou2.htm）
A。微波輻射對人體健康的影響
電磁輻射（Electromagnetic Radiation）對人體健康的影響是現代環境健康學或環境衛生學（Environmental Health Sciences）的重要研究內容之一。微波的生物學效應可分為熱放應和非熱效應兩類。這兩類效應均能對人體健康造成一定危害，一般地說非熱效應引起的傷害遠低於熱效應。
微波輻射對大腦的影響：高強度（大於10mW/ cm2）微波可引起腦結構的改變。高強度微波的生物學效應是熱效應。持續的低強度（小於5mW/ cm2～10mW/ cm2）微波輻射也可致腦結構的改變。與高強度微波輻射不同，低強度微波輻射以神經細胞病變為主，而膠質細胞和血管病變不明顯。此外，高強度微波輻射可使腦組織溫度升高或產生強大的電場而致基因突變，具有潛在的致突變作用，而低強度微波長期輻射可致DNA損傷。
微波對人體的生物學作用是多方麵的，目前的研究主要集中於微波電磁輻射對誘變效應、致癌效應及神經行為的影響。許多流行病學調查報道，低劑量微波輻射對人的神經係統、心血管係統等有一定的傷害作用。對神經係統的影響表現為神經衰弱和植物神經功能紊亂。據報道，在劑量≤10mW／cm2的微波輻射下工作三個月， 就可出現頭痛、頭暈、疲勞等症狀；工作半年至一年，上述症狀加重；五年以上可出現明顯的植物神經功能紊亂症狀，如頭癱、惡心、興奮、煩躁、失眠、心前區疼痛等。脈衝微波對神經係統的影響大於連續式微波。低劑量微波輻射對心血管係統的影響表現為心血管係統植物性神經功能紊亂，如心動過緩、血壓下降、心髒傳導阻滯及腦電圖改變等。較大劑量微波輻射對人體的眼睛晶體和血液係統均有傷害。微波熱效應可導致晶體蛋白變性，從而產生自內障，這一傷害是器質性的，不會因離開輻射和休養而得到恢複。較大劑量的微波輻射會引起血小板，血細胞降低，且其功能受損。較大劑量的微波輻射還可使人體染色體發生結構和數目的畸變、精子畸形或減少，而且還可引起先天性缺陷、流產、陽萎和性欲減退。
但迄今為止實驗室的研究結果卻存在很大差異，有些實驗結果還相互矛盾。這可能是由於各研究人員采用的暴露方法、暴露強度及所研究的生物學效應指標等方麵的差異，使得研究結果之間尚缺乏一致性及重複性。因此，目前尚不能得出低強度微波電磁輻射生物學效應的明確結論。
B。微波治療/理療
人體含有70%以上的水分及大量的無機、有機電解質。因此人體組織是很好的微波吸收體。有針對性地利用微波對生物組織的致熱效應和生物效應，可以達到治療不同疾病的作用。作為一種先進的醫療手段，微波治療已經成功地獲得了多年的臨床應用。
微波理療是將微波能集中照射到病變組織部位，被人體軟組織吸收。由於微波是高頻電磁場，它可以穿透入人體組織內部，因此這種生物效應不僅局限在人體表皮產生，而在被照射到的全部組織上從表皮到深部同時產生上述微波生物效應，表現出局部組織溫度上升，導致促進機體血液循環、增強新陳代謝、提高免疫功能和改善局部營養等一係列生物學作用。在傷口愈合治療中可加速傷口部位新鮮肉芽組織生長，提高組織再生能力。
當較高劑量的微波作用於病變組織時，可致使蛋白質變性、凝固、壞死，從而達到對病變組織的燒灼、切割的目的。微波治療手術以其先進的作用原理、優越的止血效果、微小的組織損傷（無碳化）等優點而成為超越電灼、冷凍、激光等治療手段的新技術。
現已開發的微波多功能治療儀可用於與婦科、泌尿科、肛腸科、耳鼻喉科、外科、皮膚科等相關的多種疾病的治療。
四、微波通信
（本節主要參考自“電信基礎名詞解釋：什麽是微波通信”，http://www.sina.com.cn 2004年07月07日 18:51 新浪科技）
由於微波的頻率極高，波長又很短，其空中傳播特性與光波相近 -- 直線前進、遇到阻擋即被反射或被阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以後需要中繼轉發。一般說來，由於地球曲麵的影響以及空間傳輸的損耗，每隔50公裏左右，就需要設置中繼站，將電波放大轉發而延伸。這種通信方式，也稱為微波中繼通信或稱微波接力通信。長距離微波通信幹線可以經過幾十次中繼而傳至數千公裏仍可保持很高的通信質量。由於微波通信具有容量大、質量好以及可遠距離傳送等優點，它已成為各國國家通信網的一種重要通信手段，也普遍適用於各種專用通信網。
微波站的設備包括天線、收發信機、調製器、多路複用設備以及電源設備、自動控製設備等。為了把電波聚集起來成為波束，送至遠方，一般都采用拋物麵天線，其聚焦作用可大大增加傳送距離。多個收發信機可以共同使用一個天線而互不幹擾。
現用微波係統在同一頻段同一方向可以有六收六發同時工作，也可有八收八發同時工作以增加微波電路的總體容量。多路複用設備有模擬和數字之分。模擬微波係統每個收發信機可以工作於60路、960路、1800路或2700路通信，可用於不同容量等級的微波電路。數字微波係統應用數字複用設備以30路電話按時分複用原理組成一次群，進而可組成二次群120路、三次群480路、四次群1920路，並經過數字調製器調製於發射機上，在接收端經數字解調器還原成多路電話。最新的微波通信設備，其數字係列標準與光纖通信的同步數字係列 (SDH) 完全一致，稱為SDH微波。這種新的微波設備在一條電路上八個束波可以同時傳送三萬多路數字電話電路 (2.4Gbit/s)。
微波通信由於其頻帶寬、容量大、可以用於各種電信業務傳送，如電話、電報、數據、傳真以及采色電視等均可通過微波電路傳輸。微波通信具有良好的抗災性能，對水災、風災以及地震等自然災害，微波通信一般都不受影響。但微波經空中傳送，易受幹擾，在同一微波電路上不能使用相同頻率於同一方向。此外由於微波直線傳播的特性，在電波波束方向上，應避免高樓阻擋。
微波通信還有“對流層散射通信”、“流星餘跡通信”等，其原理是利用高層大氣的不均勻性或流星的餘跡對電波的散射作用而達到超過視距的通信。
五、微波遙感
（本節主要摘引自 “微波遙感技術特點” 一文，http://www.gissea.com/html/2006-05/421.htm）
可見光遙感是利用照相機拍被探測物體的照片；而紅外遙感是拍下物體的熱圖；而微波遙感則是利用微波攝下物體的景象。 與可見光遙感和紅外遙感相比，微波遙感技術有許多優點：
第一，對目標的鑒別能力強。由於物質內原子和分子的電動力學過程，任何物體都會產生自然的無線電波輻射，不同物體輻射頻譜不同。如鋼、水和混凝土，在同溫度下，紅外比輻射率分別是0.6—0.9，0.9和0.9，差別是不明顯的，而相應的微波比輻射則分別大0.0，0.4和0.9，根據遙感的輻射強度，就能辨認出目標究竟是導彈發射架還是高樓大廈。
第二，穿透雲層能力強。可見光和紅外線對雲層（特別對雨雲）是“望而生畏”的，而微波卻在其中暢行無阻。因此，在高空中（如衛星上）拍攝地麵景物，是紅外遙感和可見遙感所無能為力的，而微波遙感卻能大顯身手。
第三，對物體的穿透能力強。例如對於冰雪、土壤、混凝土、岩石和植物都有不同程度的穿透，最深可有20～30個波長。由於穿透深，就可以獲得地麵下的信息。
第四，獲得信息不同。例如，可見光和紅外照片上土壤及植物的顏色，主要由它們的表麵層分子諧振所決定，而微波遙感照片的顏色，則反映了土壤和植物的幾何體及介質特性。將這兩方麵信息綜合起來，就獲得了目標的全麵信息。因此，微波遙感，紅外遙感和可見光遙感也是相互補充的。
六、微波武器
（本節主要摘引自《科技日報》袁俊的文章：“微波武器：新軍事變革的產物”，http://www.stdaily.com/gb/stdaily/2007-01/30/content_626639.htm）
微波武器，也稱射頻武器。一般由微波發生器、天線、定向微波發射裝置、控製係統等組成。微波發生器用於發射微波電磁脈衝，天線將微波波束聚成方向性極強、能量極高的窄波束，定向微波發射裝置將電子束的能量或爆炸的化學能量轉換為微波能量。
微波武器通常在遠距離上對軍事目標和武器的光電設備進行幹擾，在近距離上實施殺傷有生力量，引爆各種裝藥或直接摧毀目標。微波武器可用於攻擊衛星、彈道導彈，巡航導彈、飛機、艦艇、坦克、通信係統以及雷達、計算機設備，尤其是指揮通信樞紐、作戰聯絡網等重要的信息戰的節點和部位。使目標遭受物理性破壞，並喪失作戰效能，其破壞的程度達到不能修複的程序。
微波武器對人員的殺傷主要是通過這樣的途徑達到的：當微波低功率照射時，可使導彈、雷達的操縱人員、飛機駕駛員以及炮手、坦克手等的生理功能紊亂，出現煩躁、頭痛、記憶力減退、神經錯亂以及心髒功能衰竭等症狀，導致武器係統失靈；當微波高功率照射時，人的皮膚灼熱，眼白內障，皮膚內部組織嚴重燒傷和甚至致死。
世界發達國家，如美國、俄羅斯、法國、英國、德國、日本等都很重視發展高功率微波武器。其中美國和俄羅斯的高功率微波武器發展較快，已取得了重大進展。美國和俄羅斯等都研製出並試驗了能反複使用的高功率微波武器的樣機，並進行了外場實驗。例如，美國通用動力公司研製出用於艦載防空係統的高功率微波武器樣機，主要用途是對付敵方的反艦導彈；美海軍水麵武器中心正在研製取代艦載“密集陣”高地係統的高功率微波武器；美陸軍正在試驗一種短程高功率微波掃雷器。俄羅斯已研製出一種專用於防空係統的高功率微波武器樣機，並進行了外場試驗。
上世紀90年代的巴爾幹衝突中，微波武器就顯示過身手。海灣戰爭伊始，美海軍首先使用由“戰斧”巡航導彈攜帶的微波彈頭，用於破壞和摧毀伊拉克的電子係統和指揮控製係統，壓製防空武器。在伊拉克戰爭中，2003年3月26日，美軍使用了一種它曆時4年研製的高功率微波炸彈轟炸巴格達電視台，爆炸時產生的電磁微波能量為數十億W，在瞬間切斷了炸彈射程內的電源供應，使巴格達地區大麵積12小時停電，雷達、電腦、電話、廣播通訊陷入癱瘓，一些交通工具無法使用。
七、在微波基礎上發展的其它新方法、新工藝、新技術
1。微波等離子體技術：在半導體生產工藝中，微波等離子體技術已經應用於刻蝕、濺射、氣相沉積、氧化矽片。該技術還可用於金屬、合金、非金屬的表麵處理。在微波等離子體基礎上發展的光譜分析儀，具有快速、靈敏、準確等特點，可用於多種痕量元素的同時分析。
2。微波測量法精度高，適宜於生產中連續測量和自動控製。已廣泛應用於測距、測溫、測厚、測速等。
3。微波在化學中的廣泛應用已導致一個新的化學分支的形成 -- 微波化學。微波水解、微波催化，能極大地提高反應效率；微波酸消解，快速、完全，既可輕易對付傳統方法難以溶解的礦樣，又可揮發性元素的高回收率；微波萃取，能大幅度節省有機溶劑，快速、完全地從固態、半固態基體物質中萃取特定有機化合物，對熱穩定性較差的化合物亦有較好的萃取效果。
4。基於微波核磁共振原理的核磁共振波譜和核磁共振成象：核磁共振波譜法是對各類生物大分子、有機小分子進行組成和結構分析的強有力的工具；核磁共振成象已廣泛應用於生物組織與活體組織的分析、病理分析、醫療診斷、產品無損檢測等方麵，並可用來觀測一些動態過程（如化學反應、生化過程等）的變化。
。。。 。。。
事實上，微波科學包括微波磁學的涵蓋範圍非常之廣，其應用亦已滲透到我們生活的方方麵麵，這些事例是遠遠不能在一篇短文中麵麵俱到地論及的。
評論
目前還沒有任何評論
登錄後才可評論.
