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主题:【月色物理问题教室】任何东西都能发出电磁波么? -- 月色溶溶

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家园 微波加热跟红外光加热的原理不一样

微波加热的原理是利用微波影响有极分子的运动,产生加热。

有极分子的正、负电荷的中心不重合,其间有一段距离,形成一个点偶极子(如水),在外电场的作用下,有极分子沿电场方向转向。如果外电场是交变的,有极分子的转向随电场的变化而变化。在这个过程中,分子相互碰撞,分子运动加剧,从宏观上看物体的温度升高。外电场变化的频率要与有极分子转向的快慢合拍,才能有效地使分子运动加剧,达到加热的目的,所以只有某些频段的微波才能加热。

红外光的波长要比微波短的多,是不同数量级的波长,加热的原理不一样。下面是我理解的红外加热原理,不一定正确,如果有错请指正,希望能抛砖引玉。

我们知道,物质是由分子或原子组成。在固体物质中,许许多多的分子或原子相互连起来,形成晶格结构。两个分子或原子的间隙,在微观世界里,是非常大的距离。

光是一种波,当光照到晶格结构时,形成衍射。想象在宽阔的水面上,立着几根木桩。当波浪传到木桩时,水波就会形成衍射。相对于水波波长,如果木桩间距非常远,衍射的效果不明显,水波相当于从木桩间穿过去。同样的道理,如果光的频率很高,譬如X射线,伽玛射线,它们的波长相对于晶格的距离非常短,这些光波可以直接穿透物质。

如果光波的波长跟晶格的间距接近呢,譬如红外光。光波衍射的结果就有可能引起“树桩”的共振(晶格的排列不一定规则,“共振”的效果不很显著),使充当“树桩”的分子或原子的运动加剧,从宏观上看就是温度升高。我们所看到的光不是纯的单一波长的光(要不然是激光了),是由很多种波长的光组成的,其中一部分的光(红外或远红外)引起分子/原子的运动加剧,转化为热能。

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