第14章 电学宇宙(2)

　　珀西想：在锅里煮一个鸡蛋或一块肉的时候，热量是从外面慢慢传进去的。外面的蛋清已经煮老了，里面的蛋黄还没有太热，为了把整个鸡蛋煮熟，就要延长加热时间而浪费许多热量。如果用雷达波加热食物，每一小部分都在电磁波的作用下同时热起来，并不需要热的传导，因此非常省时。想到这里，珀西就立即动手制作了一个用雷达波烤肉的灶具，微波炉由此诞生了。

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　　微波不仅用来加热食物，筑路工人已经用它来加热铺路的柏油。美国哈维实验室在研究一种拆除原子能反应堆混凝土建筑的方法，由于有放射性，不允许扬起一点灰尘，科学家想到了用微波加热混凝土中含的水分，水在变成水蒸气的过程中膨胀，就会使混凝土炸开。在此过程中不会产生任何灰尘。

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　　微波的主要特点是它的似光性、穿透性和非电离性。似光性——微波与频率较低的无线电波相比，更能像光线一样地传播和集中；穿透性——与红外线相比，微波照射介质时更容易深入物质内部；非电离性——微波的量子能量与物质相互作用时，不改变物质分子的内部结构（只改变其运动状态）。

　　6.未来的新能源

　　从前，有个美国驻某国大使馆的工作人员时常感到身体不舒服，经过医院的检查也始终找不出任何病。他们想，也许是水土不服吧！于是美国做出决定：让大使馆的工作人员轮流定期回国休养。

　　有一次国内派来了一位电子专家对使馆内的电子设备进行例行检查。他偶然间发现有一束微波每天定时照射这个大使馆，大使馆的工作人员身体不适正是由于受到过量的微波照射才产生的。

　　原来，大厅墙上的一个木雕雄鹰是微波照射的目标。鹰是美国的象征，是大使馆所在国家为了表示友好送给美国大使馆的，送来后就一直挂在这个会议大厅里。

　　电子专家拆开木雕才发现，里面有个极小的窃听器，因为窃听者没有机会给它更换电源，这个窃听器没有电源，实际上也不可能装电源，它的能量全是由一束微波送来的。当微波束照射这个木雕像时，窃听器便开始工作，并把大厅中的声音由一束微波送回去。电子专家不得不感叹这种设计的巧妙。

　　自从人们发现微波能传送能量之后，于是有人就大胆地设想：如果把这个思想用到空中飞行的飞机上，飞机就可以从地面射来的微波束中得到能量。1987年9月就实现了这个梦想，第一架无人驾驶的微波飞机在加拿大渥太华郊外的上空悠然自得地盘旋，它的能量来自飞机肚子下面的圆盘天线，一个像电话亭大小的发电机组把能量通过微波送上天空，飞机接收到微波后，再转化成电力驱动螺旋桨。未来的微波飞机可以不着陆地环球飞行，部分代替卫星的工作，不过要每隔一二百公里设一个微波发送站。

　　许多的物理学家都梦想着有朝一日能用微波的能量把航天飞机送上天空，因为一个航天飞机并不是很重，用微波发送可以节省20倍的经费。

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　　预计在不远的未来，人类将在月球与地球之间建立一个大型太空城。太空城由于能充分利用太阳能来发电，所以向地球出口的贸易中电力占主要成分，向地球输送电能的最好方法是通过微波束。当然飞机或生物穿过微波束的时候会受到严重损害，不过地球上有许多荒无人烟的沙漠，在那些地方建立微波接收站就可以避免意外事故的发生。

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　　微波的能量也被用于战争。高功率微波武器又称射频武器，它利用释放出的高功率微波脉冲能量，破坏或烧毁敌方的雷达，可使敌方飞机的航空电子和瞄准系统失灵，也能使巡航导弹、雷达制导导弹、火控电脑等电子设备失灵，甚至还可以损伤作战人员，使其丧失作战能力。

　　7.战胜癌症的新武器

　　戴维是位工人，平时身体很结实，在一次体检中查出他患了癌症。命运好像和他开了个玩笑，他是家里的顶梁柱，他倒下了，全家人该怎么办。

　　紧接着，他的病加重了，一直高烧不退，绝望的家人都为他准备后事了。几天几夜过去了，他又奇迹般地活过来了，并且癌肿完全消失了。这件怪事引起了医学界的重视，经过研究发现：癌细胞比一般的正常细胞对热更敏感。高烧杀死了癌细胞，这就是高烧后在癌症病人身上发生的奇迹。

　　不过温度的控制是十分重要的，不然就会损坏正常的细胞。1975年，德国科学家佩蒂克大胆地采用一种全身麻醉加热的方法。他把麻醉后的病人放到50℃的石蜡液体中，同时让他吸入高温气体，使体内达到41.5～41.8℃，据说治愈了很多肿瘤病人。

　　经过研究发现，有的癌细胞要更高的温度才能杀死。例如：用热杀死脑癌的温度值是43.5℃，但是人体不能长期处在这样的高温下，应该有一种局部加热的办法才行。科学家想到微波加热的原理，但是把整个人放在微波下烘烤，是非常有害的。后来想到，把微波辐射器做得很细很小，再送到有肿瘤的部位，这就是先进的微波介入治疗法。对于肝癌的病人，医生先用超声仪器判断肿瘤的位置，精确地引导探针穿刺到病变的部位，再植入微波辐射器，利用微波产生的热量消灭肿瘤细胞。细小的微波辐射器可以从口腔中送到食道里，这种微波发生器可以把食道中的癌细胞杀死，使堵塞的食道畅通。对于前列腺肿大也可以用类似方法治疗。还可以把极细的微波发生器送到血管里烧去血管壁的多余物质，使血管内壁变得光滑和富有弹性，目前在许多医院里已经可以进行上述手术了。

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　　目前关于手机微波对人体的危害正在研究，手机在接听电话时靠近大脑，会对大脑有加热作用，许多科学家认为对大脑有害。

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　　现在有人提出用微波代替居室内暖气加热的设想。低量的微波对人体无害，只能穿透人体皮肤的浅层，但是能使人感到温暖。由于家具不吸收微波，仍然是冰冷的，可以在家具的表面涂上吸收微波的材料，使沙发等的表面温暖宜人。

　　8.进入一个超导的世界

　　开学了，9月的天空高而蓝，孩子们在这美好的季节里迎来了一个新的学期。

　　下午，赵老师走进课堂，用一段精彩的话作为这节课的开端：“21世纪，我们如果能获得在室温下具有超导能力的材料，那么我们将进入一个超导的世界。同学们，你们想象下超导的世界是什么样的？”

　　关利说：“令人烦恼的电阻会消失，田野里将没有高压电线，因为超导输电线没有电阻，所以不需要高压输电，100伏的直流电压就可以从发电厂送到住宅，这样会很安全。由于电力在输送过程中丝毫没有损失，所以电力能被送到任何地方，送到穷乡僻壤。

　　“电力的储存是人类的梦想，目前的方法是在夜晚没有用户用电时，关掉发动机组或用水库蓄能。咱们北京十三陵水库就是一个蓄能水库。在电力过剩的时候，用电力带动抽水机把水送到高处变为水的机械能。在电力使用高峰，让水带动水轮发动机，把储存的机械能再变成电能。但是，这种方法造价高、效率低。利用超导线圈储存电能是最理想的。超导线圈也没有电阻，线圈中的电流一旦通入就会永远在里面流动，以磁能的形式储存。电力变得很容易储存，也非常容易提取。”

　　王雪说：“也许未来街上跑的都是电动汽车。驱动电动汽车的也不是电池，而是一个体积很小的超导线圈，在这个线圈里储存着强大的磁能。线圈的磁能转变成电能供给汽车发动机的运行。磁能用完了，可以迅速地补充。作为汽车动力的超导电动机体积比现在的小一半还多，但是力量很大。”

　　欧阳俊杰说：“因为超导电磁铁不会发热，可以通入强大的电流，产生极强的磁场，所以使许多东西大为改观：磁悬浮列车将很容易制造，乘上磁悬浮列车，不到半个小时，从北京就可以到达天津。乘客的时间主要是花费在进出车站上。”

　　“未来的超导使我们有了廉价的强磁场，医疗仪器将大为改观：超导核磁共振可以诊断出极小的肿瘤，由于构造简单检查费用大大降低，患者像验血一样可以随时检查。利用强磁场可以引导带有磁性的药物到指定的身体部位消灭癌细胞或其他的病菌。心磁图仪、脑磁图仪可以检查出微小的病变。超导量子干涉器件甚至可以对大脑的思维进行检测，揭开大脑思维之谜。”蔡巍说。