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二战时期,一个影响力与原子弹媲美的发明,如今很多人家里都有

2024-07-28军事

声明:本文内容均引用权威资料结合个人观点进行撰写,文末已标注文献来源,请知悉。

如果说,原子弹为二战按下了结束键,那战争中诞生的另外一项发明, 按下的就是战争的加速键。

在战争中,德国凭借强大的军事实力,与盟军打得有来有回,但盟军的阵营里突然出现了 一种安装特殊装置的雷达 ,让德军有些措手不及。

如今战争结束多年,当初安装在雷达上的特殊装置,得到了广泛运用,不止运用在军事上, 你的家里也有

二战加速器

这个装在雷达上的特殊装置,被叫做 「磁控管」 ,它的出现,还得从1902年说起。

那年,美国著名发明家,被誉为「无线电之父」的李·德弗雷斯特,发明了真空管无线电发射机技术。

在之后的时间里,真空管无线电发射机技术被越来越多人熟知。到1920年,人们将它玩出了新的花样,利用它产生的高频无线电波,对物体进行加热。

有人突发奇想,其他物体能加热, 人体也是否也能用来发一发热

这一大胆的尝试付诸实践后,一种 用于人体的透热疗法 ,在1930年后悄然兴起,用的是一种短波加热技术。

1933年,在芝加哥的一个世博会上,一位来自西屋公司的员工,在参观者面前表演用两个金属板加热食物,金属板并没有发烫,这让人很惊奇。

原来,这两个金属板连接着一个短波发射机,利用发射机发出来的短波, 只需短短几分钟,就能将牛排煎熟。

从以上这些事例,是否隐约见到了微波炉的身影。但微波炉并不是在这一时期被发明的。

微波炉的出现,离不开磁控管 ,以及磁控管在二战中的表现。

1921年,一位来自美国通用电气公司的科学家赫尔,总结前人经验,发明了磁控管。

不过这时的磁控管发出的电磁波强度太弱,不适合用来煎熟牛排,也无法用于战争。

到1940年,第二次世界大战正打得热火朝天,英国伯明翰大学内,物理学家约翰·兰德尔和哈里·博特,正小心翼翼地 在磁控管上开了几个孔槽。

就是这简单的操作,让磁控管的物性质完全发生改变,能够 形成更多超大量的电磁波,威力远超原本的磁控管。

两位科学家春风得意,给新的发明取名为 多腔磁控管

在这一年9月下旬,多腔磁控管技术,卖到了美国手里。

美国得到这东西,也是爱不释手,立即号召麻省理工成立了辐射实验室,以多腔磁控管为基础, 研发新型的雷达技术。

在研究人员的努力下,从1941年到1945年, 美国先后开发出来100多种不同频段的雷达。

这些雷达小巧,能安装在飞机上,精度高,能 轻易检测到小如潜艇潜望镜等设备。

正是凭借这些雷达,盟军很快在二战中占据上风,德国日本的装备,相比就落后许多,这也导致他们到了后期,就只有挨打的份。

盟军这些雷达,全都是基于磁控管诞生的,所以说, 磁控管在二战时候的贡献,不亚于原子弹。

微波炉的发明

二战结束后,深藏功与名的磁控管,很快迎来了事业的第二春。

1945年,一位受雇于美国雷神公司的工程师珀西·斯宾塞,在参观一个测试雷达设备的实验室时,惊奇地发现,口袋里的一块巧克力竟然融化了。

他仔细研究导致巧克力融化的雷达装置,发现那只是一个磁控管。

随后他叫一个男孩买来一包爆米花,小心翼翼地 将爆米花放在磁控管附近 ,惊人的一幕发生了, 爆米花竟然一个个爆开。

斯宾塞的实验不止于此,第二天一早,他又带着一个水壶和一个生鸡蛋,急匆匆地赶往实验室。

他先是在水壶侧面开一个孔,然后鸡蛋放入水壶中,准备完毕后,慢慢将磁控管移到水壶开孔的位置。

另一位工程师见到他的怪异举动,好奇地凑到水壶上看,结果被爆裂而出的鸡蛋碎片炸了一脸。

经过这几次实验,斯宾塞发现了 微波热效应 ,即微波在穿过水、脂肪、蛋白质、糖类等分子时,会使分子之间高速摩擦运动,从而产生热。

水壶里的鸡蛋之所以会爆炸,是因为在这种热效应下,内部温度会迅速升高,高温来不及散出去,就会因压力过大而爆裂开来。

为了证明磁控管产生的微波真的能对物体进行加热,斯宾塞取来一个特殊金属盒子,将磁控管放入其中,然后小心放入一块食物。

这个金属盒子能组织微波逃逸,食物在里面果然慢慢变熟了。

这个装有磁控管的金属盒子,看起来已经很像一个微波炉,之后,斯宾塞对这个盒子做改进,去加热更多的食物, 世界上第一台微波炉就此诞生。

当年10月8日,雷声公司为斯宾塞的这种烹饪工艺申请专利,

除了斯宾塞之外,另一个名叫詹姆斯·洛夫洛克的科学家,在20世纪50年代,利用微波 给一个冷冻的仓鼠加热 ,也触及到了微波炉技术。

商业化运用

这种微波加热的方式虽然方便快捷,但当时的美国人习惯吃速食小吃,根本不用进行加热。显然这样的加热设备市场不大。

不过,雷神公司还是决定搏一搏,在1946年开始 推出第一台商用微波炉。

这台微波炉看起来十分笨重,高度差不多1.67米,重340公斤,价格也卖到 5000美元

不仅如此,因为这个微波炉带着一只1700W水冷磁控管, 安装起来十分不便。

就这样一个 妥妥的工业机器 ,普通人家自然不会买,只有餐馆会买来加热食物。

当消费者被限定,第一代微波炉自然也落得个生意惨淡。

雷神公司见卖不下去,将微波技术授权给泰潘公司。

泰潘公司吸取了第一代微波炉体积大,安装不便的缺陷,研制出了新一代的微波炉。

这代微波炉 体积重量明显降低 ,可以直接挂在墙上使用,并且 采用220V电压,符合家用电压标准。

只是新一代的微波炉价格虽然有所降低,但还是卖 1295美元 ,这对许多消费者来说,还是很难承受的。

所以,这一代的微波炉,也只在富有人家中有市场,销量还是有些惨淡。

之后,雷神公司收购了阿曼纳公司,阿曼纳公司的创始人福斯特对新老板兢兢业业,经过严密的市场调研会,在1967年推出了全新的微波炉。

这一代微波炉继承前一代的优点,用时增加了 抗流密封门 的设计,有效防止了微波泄露,安全性大大提高。

这一代微波炉的价格也只到 495美元 ,物美价廉,赢得了消费者欢迎。

很快,微波炉就打入了千家万户。1970年,美国微波炉销量达到4万台,到1975年, 销量猛增到了100万台。

微波炉技术流入日本后,他们研制出了成本更加低廉的磁控管, 制造出的微波炉价格也更低, 深受广大消费者喜爱。

在微波炉大卖时,一些人开始思考这种 产生微波辐射的炉子 ,是否会对人产生影响。

【纽约时报】在1974年发表过一篇报道,大致内容是消费者联盟在抽查15个微波炉后,发现没有一个能提供可靠数据,用来 证明微波炉的安全性

这篇报道,引得消费者人心惶惶,微波炉的销量也迅速走低。

为此,食品药品管理局的官员,赶忙出来证明微波炉的标准是可靠的,制造商们也不停地宣传产品的安全性。

那么,微波炉究竟有没有害呢?根据目前的调查来看, 微波炉RF辐射是安全的 ,并且随着微波炉技术的发展,如今我们用的微波炉都是安全的。

虽然微波炉确实能发出辐射,但与核电站的辐射有本质区别,核电站发出的是电离辐射,这种辐射能力高,会使人体DNA发生病变,患上癌症等。

非电离辐射能量低下, 不会打断DNA,只要没有接触过量,一般不会对人体产生危害。

并且微波炉产生的辐射都是在内部,做到了 有效的封闭 ,并不会泄露出来为非作歹。

有人担心微波炉加热的食品吃了不健康,这也无需担心,前面说过,微波炉加热食物的原理,就是通过内部的磁控管产生微波, 让食物分子高速摩擦,从而发热

在这个过程中,食物的分子每秒会震动24.5亿次,虽然听起来有些夸张,但食物分子的化学键并没有发生变化和普通加热没什么区别。

从战争利器,到家用电器,磁控管完美诠释了战争与和平的关系,只要将刀刃用对了方向,世间就能减少许多苦难者。

参考资料:

[1] 【【影响世界的专利】微波炉】 国家知识产权局网站 2014-12-29

[2] 【家电史略之微波炉历史演变】知乎Gryffindor 2024-03-20

[3] 【微波炉简史:二战结束,雷达中的磁控管新应用】郑大大 2020-04-15