傳統印象中，微波爐是與「旋轉」緊密聯繫的電器。擰下旋鈕，玻璃轉盤帶動食物在溫暖的黃光中旋轉——然後，伴隨著「叮」的一聲，熱氣騰騰的飯菜就可以上桌了。
甚至連微波加熱都叫「轉一下」，旋轉可以說是微波爐的靈魂 | BuzzFeed/giphy
然而，現在的微波爐很多都已經改變了模樣。它們不僅加入了各種複雜的新功能，而且有些連轉盤都沒了，只剩下平坦的底部。
轉盤怎麼沒了？| 作者拍攝
沒有轉盤的微波爐對加熱容器的尺寸限制小，清潔起來也方便，使用感受確實不錯。但微波爐沒了轉盤，真的還能好好加熱食物嗎？有轉盤和沒有轉盤，究竟哪一種更好？
首先，為什麼要有轉盤？
微波爐通過微波頻段的電磁波來加熱食物。這些電磁波從磁控管產生，它們在微波爐內形成變化的電磁場。食物中的極性分子（例如水分子）會對電磁場產生反應，它們旋轉、振動、彼此碰撞，並在這個過程中產熱。
微波爐可以讓極性分子（例如水）彼此碰撞產熱 | Wikipedia
和傳統爐灶相比，微波爐讓能量更直接地到達食材，因此它加熱速度快，兩三分鐘就能把剩飯熱好。然而，獨特的加熱原理也使微波爐註定要面對加熱不均勻的問題。
在微波爐內，電磁波從固定位置、以固定形式發射出來，這些電磁波在微波爐內壁之間反射，併產生相互作用——其結果是，微波爐內總是會出現固定模式的駐波。
簡化的駐波示意圖。藍色與綠色波疊加，形成紅色的駐波。駐波上有一些點振幅始終為0，這裡就是波節；而另一些點始終保持最大振幅，這些位置就是波腹。| Wikipedia
駐波讓微波爐內不同位置的加熱效果變得截然不同：在波腹的位置上，電磁場大幅振蕩，食物中的分子也跟著大量產熱；但在波節處，電磁場卻波瀾不驚，食物自然也熱不了一點。
駐波讓微波爐內的加熱效果變得不均勻。實驗者在不使用轉盤的情況下對裝在玻璃淺盤中的水進行加熱，並用熱成像拍下了溫度的不均勻分布。| Michael Vollmer
轉盤就是為解決這個問題而設計的。它能讓食材在加熱中不斷更換位置，讓它們接觸到的電磁波環境變得平均。
不用轉盤，還有別的辦法
一些微波爐沒有轉盤，這是因為轉盤不是改善加熱不均勻的唯一手段。
另一種常用方法是在微波爐內加裝特殊形狀的金屬「扇葉」。雖然沒有改變食材位置，但旋轉的扇葉可以持續改變電磁波在微波爐內的反射方式。這樣一來，原本固定的駐波就會被攪亂，不同位置的加熱強度就會變得更均勻。
拆下的金屬扇葉，它在微波爐內負責攪動電磁波 | RepairClinic.com
這些金屬扇葉被稱為「模式攪拌器」（mode stirrer），它們通常位於玻璃或陶瓷材質的底板下方，或者藏著塑料罩後面，平時不會被人注意到。這些罩子雖然看起來不透明，但能透過微波，不會影響攪拌器發揮作用。也有些微波爐同時具有攪拌器和轉盤。
藏在塑料罩里的微波攪拌器 | RepairClinic.com
效果怎麼樣？
從實驗數據來看，攪拌器和轉盤都能顯著改善加熱均勻度，它們並沒有明顯的優劣之分。不過，它們也各有不同的局限性。
未使用攪拌器（左）與使用模式攪拌器（右）的加熱均勻度對比。實驗者在微波爐內加熱了一層潮濕的變色硅膠，未充分加熱的硅膠保持淺色，充分加熱變乾的硅膠顏色變深。| H. S. Hauck
攪拌器的局限在於，即使不斷打亂微波，爐內的微波強度也做不到完全均勻。即使扇葉設計合理，它「取平均」的效果可能依然比直接變換食物位置稍差。
而轉盤的局限是，轉軸中心和外周總是難免會有溫度差異。這是因為，轉軸中心處的食物在加熱時無法有效改變位置。
研究者用劃分格子的塑料盤加熱水，並用熱成像顯示了微波爐轉盤不同位置的溫度。轉盤周圍一圈溫度均勻，但中心處溫度卻有顯著差異 | Krishnamoorthy Pitchai et al.
除去這些因素，微波加熱不均勻還與食物的成分和幾何形狀有關，這一點就算改進微波爐設計也無法避免。
比如說，在相同的微波強度下，食物中水和脂肪的加熱效果就很不一樣。在微波加熱肉類時，我們常會發現肥肉部分率先變得很燙——這是因為油脂的比熱容比水小得多。油脂吸收微波產熱的效率不像水那麼高，但它只需要較少能量就能提升更多溫度。
即使用了轉盤或扇葉，微波加熱的均勻度依然不太令人滿意 | 圖蟲創意
因此，要想讓飯菜真正熱得均勻，最好還是中途暫停一下，把食物拿出來翻一翻吧。
果殼家電組 出品
參考文獻
[1] https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-9120/39/1/006
[2] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0260877407001434
[3] https://ieeexplore.ieee.org/document/4181134
[4] https://pubs.aip.org/aapt/pte/article-abstract/28/7/474/270637/Standing-waves-in-a-microwave-oven
[5] https://www.researchgate.net/publication/282231090_Heating_Performance_Assessment_of_Domestic_Microwave_Ovens
作者：窗敲雨
編輯：odette
封面圖來源：oagunl2/reddit
本文來自果殼，未經授權不得轉載.
如有需要請聯繫[email protected]
