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二戰時期,一個影響力與原子彈媲美的發明,如今很多人家裏都有

2024-07-28軍事

聲明:本文內容均參照權威資料結合個人觀點進行撰寫,文末已標註文獻來源,請知悉。

如果說,原子彈為二戰按下了結束鍵,那戰爭中誕生的另外一項發明, 按下的就是戰爭的加速鍵。

在戰爭中,德國憑借強大的軍事實力,與盟軍打得有來有回,但盟軍的陣營裏突然出現了 一種安裝特殊裝置的雷達 ,讓德軍有些措手不及。

如今戰爭結束多年,當初安裝在雷達上的特殊裝置,得到了廣泛運用,不止運用在軍事上, 你的家裏也有

二戰加速器

這個裝在雷達上的特殊裝置,被叫做 「磁控管」 ,它的出現,還得從1902年說起。

那年,美國著名發明家,被譽為「無線電之父」的李·德弗雷斯特,發明了真空管無線電發射機技術。

在之後的時間裏,真空管無線電發射機技術被越來越多人熟知。到1920年,人們將它玩出了新的花樣,利用它產生的高頻無線電波,對物體進行加熱。

有人突發奇想,其他物體能加熱, 人體也是否也能用來發一發熱

這一大膽的嘗試付諸實踐後,一種 用於人體的透熱療法 ,在1930年後悄然興起,用的是一種短波加熱技術。

1933年,在芝加哥的一個世博會上,一位來自西屋公司的員工,在參觀者面前表演用兩個金屬板加熱食物,金屬板並沒有發燙,這讓人很驚奇。

原來,這兩個金屬板連線著一個短波發射機,利用發射機發出來的短波, 只需短短幾分鐘,就能將牛排煎熟。

從以上這些事例,是否隱約見到了微波爐的身影。但微波爐並不是在這一時期被發明的。

微波爐的出現,離不開磁控管 ,以及磁控管在二戰中的表現。

1921年,一位來自美國通用電氣公司的科學家赫爾,總結前人經驗,發明了磁控管。

不過這時的磁控管發出的電磁波強度太弱,不適合用來煎熟牛排,也無法用於戰爭。

到1940年,第二次世界大戰正打得熱火朝天,英國伯明翰大學內,物理學家約翰·蘭道爾和哈裏·博特,正小心翼翼地 在磁控管上開了幾個孔槽。

就是這簡單的操作,讓磁控管的物性質完全發生改變,能夠 形成更多超大量的電磁波,威力遠超原本的磁控管。

兩位科學家春風得意,給新的發明取名為 多腔磁控管

在這一年9月下旬,多腔磁控管技術,賣到了美國手裏。

美國得到這東西,也是愛不釋手,立即號召麻省理工成立了輻射實驗室,以多腔磁控管為基礎, 研發新型的雷達技術。

在研究人員的努力下,從1941年到1945年, 美國先後開發出來100多種不同頻段的雷達。

這些雷達小巧,能安裝在飛機上,精度高,能 輕易檢測到小如潛艇潛望鏡等器材。

正是憑借這些雷達,盟軍很快在二戰中占據上風,德國日本的裝備,相比就落後許多,這也導致他們到了後期,就只有挨打的份。

盟軍這些雷達,全都是基於磁控管誕生的,所以說, 磁控管在二戰時候的貢獻,不亞於原子彈。

微波爐的發明

二戰結束後,深藏功與名的磁控管,很快迎來了事業的第二春。

1945年,一位受雇於美國雷神公司的工程師帕西·斯賓塞,在參觀一個測試雷達器材的實驗室時,驚奇地發現,口袋裏的一塊巧克力竟然融化了。

他仔細研究導致巧克力融化的雷達裝置,發現那只是一個磁控管。

隨後他叫一個男孩買來一包爆米花,小心翼翼地 將爆米花放在磁控管附近 ,驚人的一幕發生了, 爆米花竟然一個個爆開。

斯賓塞的實驗不止於此,第二天一早,他又帶著一個水壺和一個生雞蛋,急匆匆地趕往實驗室。

他先是在水壺側面開一個孔,然後雞蛋放入水壺中,準備完畢後,慢慢將磁控管移到水壺開孔的位置。

另一位工程師見到他的怪異舉動,好奇地湊到水壺上看,結果被爆裂而出的雞蛋碎片炸了一臉。

經過這幾次實驗,斯賓塞發現了 微波熱效應 ,即微波在穿過水、脂肪、蛋白質、醣類等分子時,會使分子之間高速摩擦運動,從而產生熱。

水壺裏的雞蛋之所以會爆炸,是因為在這種熱效應下,內部溫度會迅速升高,高溫來不及散出去,就會因壓力過大而爆裂開來。

為了證明磁控管產生的微波真的能對物體進行加熱,斯賓塞取來一個特殊金屬盒子,將磁控管放入其中,然後小心放入一塊食物。

這個金屬盒子能組織微波逃逸,食物在裏面果然慢慢變熟了。

這個裝有磁控管的金屬盒子,看起來已經很像一個微波爐,之後,斯賓塞對這個盒子做改進,去加熱更多的食物, 世界上第一台微波爐就此誕生。

當年10月8日,雷聲公司為斯賓塞的這種烹飪工藝申請專利,

除了斯賓塞之外,另一個名叫占士·洛夫洛克的科學家,在20世紀50年代,利用微波 給一個冷凍的倉鼠加熱 ,也觸及到了微波爐技術。

商業化運用

這種微波加熱的方式雖然方便快捷,但當時的美國人習慣吃速食小吃,根本不用進行加熱。顯然這樣的加熱器材市場不大。

不過,雷神公司還是決定搏一搏,在1946年開始 推出第一台商用微波爐。

這台微波爐看起來十分笨重,高度差不多1.67米,重340公斤,價格也賣到 5000美元

不僅如此,因為這個微波爐帶著一只1700W水冷磁控管, 安裝起來十分不便。

就這樣一個 妥妥的工業機器 ,普通人家自然不會買,只有餐館會買來加熱食物。

當消費者被限定,第一代微波爐自然也落得個生意慘淡。

雷神公司見賣不下去,將微波技術授權給泰潘公司。

泰潘公司吸取了第一代微波爐體積大,安裝不便的缺陷,研制出了新一代的微波爐。

這代微波爐 體積重量明顯降低 ,可以直接掛在墻上使用,並且 采用220V電壓,符合家用電壓標準。

只是新一代的微波爐價格雖然有所降低,但還是賣 1295美元 ,這對許多消費者來說,還是很難承受的。

所以,這一代的微波爐,也只在富有人家中有市場,銷量還是有些慘淡。

之後,雷神公司收購了阿曼納公司,阿曼納公司的創始人福斯特對新老板兢兢業業,經過嚴密的市場調研會,在1967年推出了全新的微波爐。

這一代微波爐繼承前一代的優點,用時增加了 抗流密封門 的設計,有效防止了微波泄露,安全性大大提高。

這一代微波爐的價格也只到 495美元 ,物美價廉,贏得了消費者歡迎。

很快,微波爐就打入了千家萬戶。1970年,美國微波爐銷量達到4萬台,到1975年, 銷量猛增到了100萬台。

微波爐技術流入日本後,他們研制出了成本更加低廉的磁控管, 制造出的微波爐價格也更低, 深受廣大消費者喜愛。

在微波爐大賣時,一些人開始思考這種 產生微波輻射的爐子 ,是否會對人產生影響。

【紐約時報】在1974年發表過一篇報道,大致內容是消費者聯盟在抽查15個微波爐後,發現沒有一個能提供可靠數據,用來 證明微波爐的安全性

這篇報道,引得消費者人心惶惶,微波爐的銷量也迅速走低。

為此,食品藥品管理局的官員,趕忙出來證明微波爐的標準是可靠的,制造商們也不停地宣傳產品的安全性。

那麽,微波爐究竟有沒有害呢?根據目前的調查來看, 微波爐RF輻射是安全的 ,並且隨著微波爐技術的發展,如今我們用的微波爐都是安全的。

雖然微波爐確實能發出輻射,但與核電廠的輻射有本質區別,核電廠發出的是致電離輻射,這種輻射能力高,會使人體DNA發生病變,患上癌癥等。

非致電離輻射能量低下, 不會打斷DNA,只要沒有接觸過量,一般不會對人體產生危害。

並且微波爐產生的輻射都是在內部,做到了 有效的封閉 ,並不會泄露出來為非作歹。

有人擔心微波爐加熱的食品吃了不健康,這也無需擔心,前面說過,微波爐加熱食物的原理,就是透過內部的磁控管產生微波, 讓食物分子高速摩擦,從而發熱

在這個過程中,食物的分子每秒會震動24.5億次,雖然聽起來有些誇張,但食物分子的化學鍵並沒有發生變化和普通加熱沒什麽區別。

從戰爭利器,到家用電器,磁控管完美詮釋了戰爭與和平的關系,只要將刀刃用對了方向,世間就能減少許多苦難者。

參考資料:

[1] 【【影響世界的專利】微波爐】 國家知識產權局網站 2014-12-29

[2] 【家電史略之微波爐歷史演變】知乎Gryffindor 2024-03-20

[3] 【微波爐簡史:二戰結束,雷達中的磁控管新套用】鄭大大 2020-04-15