1、1.微波爐門是如何讓可見光通過而阻止微波的？如圖1所示，微波爐門由金屬框架和玻璃觀察窗組成。觀察窗的玻璃夾層中有一層金屬網格，既可透過它看到食品，又可防止微波泄漏。圖1.1 微波爐的門對于金屬網格，每一個網孔都是一個波導管。我們可以通過波導管的高通濾波性，讓高頻的可見光通過的同時，防止了低頻的微波泄露。目前常見的波導有矩形波導和圓波導等，本文以此兩者為例，計算經過波導管后的平均能流密度S，并與經過波導管前的平均能流密度相比較，進而證明波導管的高通濾波性。1.1 矩形波導現在我們求矩形波導內的屏蔽效能，選一直角坐標系，如圖2所示，取波導內壁面為x=0和a，y=0和b,沿z軸方向傳播。圖1.2 矩

2、形波導管由于電磁波沿z軸方向傳播，它應有傳播因子。因此，我們把電場E取為在波導管中，傳播的電磁波波數k滿足下列條件: 也就是說kz滿足當時，電磁場沿z軸正向傳播，這種情況不在我們的考慮范圍。當時，解得kz為虛數，此時Ez的傳播因子變為衰減因子，電磁場不再是沿波導傳播的波，而是沿著z軸方向振幅不斷衰減的電磁振蕩。求解波導管內電磁波的亥姆霍茲方程，再考慮x=0和a，y=0和b四個面上的邊界條件，得kxa和kxb必須為的整數倍，即 ， (m,n=0,1,2.)將kx和ky代入上式，并代入k=2/即可得為了方便計算，我們作了2個簡化：令b=a，將矩形變作正方形，減少一個變量。根據資料，微波爐的頻率為2

3、.45GHz，波長為122mm，而方孔邊長a為0.5-2mm，/2遠大于a，故可將42近似為0。經過上述2個簡化后，即得當kz取負時，隨著z的增大，E的振幅將趨于無窮大，故排除此可能，此時場強E為當m和n的取值越大時，衰減越快，為了求衰減最慢的電磁波的屏蔽效果，我們取m=1，n=0，則有則相應的磁感應強度B為平均能流密度S為（下面改過的公式對不對）1.2 圓形波導現在我們求圓波導內的屏蔽效能，建立如圖3所示坐標系，其中波導管半徑為a。圖3 圓波導 由于電磁波有傳播因子，因此，我們把電場E取為Er,z=E(r,)eikzz。由于圓波導的亥姆霍茲方程的計算復雜，此處不加以贅述。在圓波導中，傳播因子

4、kz=k2-(u'mna)2（u'mn為m階貝塞爾函數的第n個零點）,其中，m ,n的取值如下 圖1.3 TE波 圖1.4 TM波 同樣的，我們可將k2=4/2k2=42近似為0。經過簡化，可得kzu'mnai故，電場E為u'mn的取值越大時，衰減越快，為了求衰減最慢的電磁波的屏蔽效果，u'mn應取最小，由圖1.3和1.4得，最小為1.841，則有Er,z=E(r,)e-1.841za平均能流密度S為1.3 兩種波導屏蔽效能的估算 對于矩形波導，衰減后的平均能流密度與之前的比值有 對于圓波導，衰減后的平均能流密度與之前的比值有 以z/a為x軸，為y軸繪制

5、曲線圖1.5 1 圖1.6 2 若矩形金屬網格，其邊長a=1mm，孔深z=0.7mm，則1=0.0123。 若圓形金屬網格，其半徑a=0.5mm，孔深z=0.7mm，則2=0.0058。 根據圖形和數據，我們可以知道兩種波導管的屏蔽效果。2.微波爐內壁上的孔是做什么用的？ 側面的孔是用來排出在微波過程中出來的蒸汽，起到一個泄壓的作用，如果蒸汽在腔體內部大量留存，容易溢出產生危險，在側面開孔主要是考慮側面溢出的蒸汽不會傷到人。內壁后面的孔是微波爐的通風口，主要是給磁控管散熱用的。當微波爐正常使用過程中，其內部電器元件（如：磁控管、高壓變壓器、鹵素管、高壓電容）以及電子元件（電阻、電容、繼電器）等

6、都要消耗電能。其中一部分會以熱能的形式向外散發，使微波爐各部件的溫度不同程度升高。當溫度升高到一定程度時，有可能導致以下不良后果：（1）柜受熱變形，嚴重時可能導致燃燒，繼而引發火災；（2）磁控管使用壽命降低或損壞，導致微波爐使用壽命減少；（3）微波爐內部溫度過高，有可能使作為絕緣支撐或安裝的結構件（熱塑材料等）受熱軟化、變形。導致帶電部件之間的電氣間隙（在兩個導電零部件之間或導電零部件與設備防護界面之間測得的最短空間距離。即在保證電氣性能穩定和安全的情況下，通過空氣能實現絕緣的最短距離）和爬電距離（沿絕緣表面測得的兩個導電零部件之間，在不同的使用情況下，由于導體周圍的絕緣材料被電極化，導致絕緣材料呈現帶電現象，此帶電區的半徑即為爬電距離）減少，從而產生危險；（4）溫度過高會造成微波爐中電子元器件內的電子運動速度加快，從而產生較大電流。承受較大電流和較高溫度的電子元器件，就容易加速老化，最終導致整機使用壽命的降低。 有的微波爐在上