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微波炉是指利用微波波段的电磁波加热食品的家用或工业用电器。食品中存在的电极性分子会在微波的震荡下旋转，从而产生热量。多腔磁控管技术的进步使得这一原理的应用得以实现。
使用微波来烹饪食物的方法是首先由任职雷神公司的培西·史宾赛想到的，培西·史宾赛过去为公司建造雷达设备的磁电管。一天，他在一个启动的雷达设备上工作时，突然发觉自己放在口袋里的花生巧克力融化了。经培西·史宾赛的思索和研究，发现他的巧克力是被微波所融化，所以认为磁控管也能用来烹饪。
1960年代，利顿电子公司设计了一种磁控管，将其应用于微波炉中，但利顿公司并未把微波炉的市场设想为家庭。而日本人佐佐木正治认为这项技术可以用于家用烹调，并说服日本早川公司（即夏普公司的前身）实践他的想法，虽然这是一项新科技，实际上以物理学的角度看，电磁波早就在烹饪当中使用了，就是点燃炉火的红外光热能来加热食物，不过微波的加热形式更方便，在1962年人类烹饪革命的微波炉开始大规模生产。[1]
如果一些物体（比如液态水）含有电极性分子并且这些分子可自由震荡，那么它们可被微波炉加热。当这些物体被置于微波传播空间中，在微波高频振荡（微波炉常采用2.45 GHz的微波[2]）的电磁场作用下，物体中的电极性分子（尤其是水分子，可强烈地对微波作出响应）的方向会随振荡电场一起振动，一个分子的固有电磁场被改变并影响邻近分子，于是分子的振动便在分子之间传递开去，分子振动就是内能，增加内能就是加热，微波能令物质中的内能增加，也即是能令物质加热。虽然非电极性分子也会因电场产生一些位移极化，但这本身对内能几乎没有贡献。有的食物本身就有自由的电极性分子，因此可以被微波直接加热；其他食物只要与水均匀混合，也可以通过水间接地被微波加热。另外，有说微波加热是分子共振的结果，这是错误的，水分子的共振频率为1THz以上。[3]
有些情况下，微波加热可以做到由内而外，即内部温度上升比表面快。例如内部有较多水分而表面较干，这样内部加热就会比表面快；又例如内部的热容量比表面低，内部温度上升就比较快。但并不是所有食物被微波加热时都有此情况出现。
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微波炉只能将其耗用的部分电能转为热能，以一个1100W的微波炉为例，一般只有700W的微波产生，效率为64%。虽然产生微波的效率不高，但因为微波加热不会浪费热能于器皿上，也较小在空气中散失，所以仍有不差的效率。
- 折叠的金属在微波加热的情况下会产生电弧（蓝色火花）。当微波使金属累积电能，捏成一团的金属使电流跳过空隙，并产生电弧。如：用铝箔折成的小球放在微波炉加热时，表面出现火花。此爆闪的现象对现代微波炉而言不容易产生危害，但仍有风险且使用金属容器会影响加热效果。[4]
- 平面的金属在微波炉中碰到炉壁时，电流会经炉壁传回磁控管，使磁控管熔化，引致短路。[4]
- 将保鲜膜与食品一起加热时，保鲜膜中的PVC会释出氢氯酸和塑化剂。若使用保鲜膜，应选择“不含有PVC”或“可用于微波炉加热”者，并避免直接碰触到食物[5]。注明"微波安全"符号的塑料容器，可以在微波炉加热[6]。但有人仍然对塑胶容器能否在微波炉使用存在质疑[7][8]。
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- 微波烹饪对于高水分食品如粥、饭、面条、牛奶、蔬菜等是合适的。脂肪含量高水分含量低的食物，如坚果、奶酪、五花肉等，用微波炉加热时由于温度上升过快容易焦煳。
- 使用微波炉加热脂肪含量高的食物，如：含有大量脂肪的肉类食品时，应在容器上方加上盖子，以免脂肪因过热喷离肉类至炉内部。
- 带壳、带皮食物须戳破或去除外皮后再微波，否则会因内部水分蒸发导致内部压力增加而爆裂。
- 加热液体时应避免单独入微波炉加热，要放置搅拌棒等以助热能释放。没有杂质的蒸馏水加热后尤其不应立即取出，因温度可能已经超过沸点但仍然不沸腾汽化，一旦受到扰动则会暴沸灼伤。一般家用自来水因为其中含有少许杂质，单独加热也会沸腾。[4]
- 婴儿食品谨慎使用微波炉加热，中国农业大学食品学院营养与食品安全系副教授范志红表示，这主要是为了避免加热不均匀带来的营养素损失，也避免过高的温度可能产生有害物质。因为婴儿对营养素的需求是非常严格的，身体的解毒能力也远未发育完全。[12]
- 研究显示，使用微波炉并不会增加致突变原或致癌原。[13]
- 留意时间上限问题。
- 医学界的确禁止使用普通微波炉融化冰冻的血浆，原因在于用普通微波炉加热时，血液制品因受热不均匀，容易出现局部过热。而血液一旦温度升高到40℃以上就会出现溶血，严重的溶血反应可以导致身体组织死亡，危及患者生命。这种医疗事故并非是微波加热本身会产生毒性。
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