核心概念
微波輻射
熱量
化學極性
偶極旋轉
引言
有沒有想過微波爐是如何烹飪食物的？微波爐使用的是——你猜對了！——微波，一種高頻電磁輻射。可以把它想象成無線電波，只不過波長短得多。關於微波，很酷的一點是：它們會被某些型別的物質吸收，而其他型別的物質則不會。在這個活動中，我們將嘗試烹飪一些泡沫肥皂，以說明微波輻射如何影響不同型別的物質。
背景
肥皂是化學物質的巧妙組合，當你使用它時，它會產生一些非常酷的效果。肥皂分子同時具有極性和非極性部分。什麼是極性？當一個分子具有兩個或多個不同電荷的區域時，它就被描述為極性的。水分子就是一個完美的例子：它有一個由其氧原子的負電荷產生的負極，以及一個由其兩個氫原子的正電荷產生的正極。* 透過具有極性和非極性部分，肥皂可以同時與水和汙垢結合。這就是它成為如此有效的清潔劑的原因！
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微波爐的工作原理是使具有兩個相反極的分子快速旋轉。由於它們的極性，像水這樣的分子會不斷地與它們所受的磁場對齊。微波輻射產生一個振盪的磁場——這意味著該磁場不斷改變其方向（正負電荷面向的方向）。這些變化使像水這樣的極性分子開始旋轉，因為它們試圖跟上不斷變化的電荷。當分子旋轉時，它們會產生熱量。這個過程被稱為偶極旋轉。（“偶極”僅僅意味著“具有兩個極”）。
你有沒有用微波爐燒開水，並發現自己想知道為什麼微波爐裡的空氣不像傳統烤箱裡的空氣那樣變熱？微波輻射導致水分子發瘋，但空氣本身不會被直接加熱，因為它的分子不像構成水分子的那樣具有極性。這有助於解釋為什麼你不能在微波爐中烤出酥脆的餡餅皮，* 但在傳統烤箱中很容易將餡餅皮烤糊！極性還可以解釋為什麼許多塑膠、玻璃和陶瓷被認為是“微波爐安全的”——這些物質中的分子極性不高，因此它們不會被磁場的移動所幹擾。
材料
• 一塊象牙牌肥皂
• 一塊迪奧牌肥皂
• 兩個紙盤
• 微波爐
準備工作
• 記下每塊肥皂的重量，這應該寫在包裝上。
• 開啟每塊肥皂的包裝。
• 將每塊肥皂放在一個紙盤上，並記下哪個是哪個。
步驟
• 將象牙牌肥皂放入微波爐中加熱兩分鐘，在整個過程中仔細觀察。肥皂發生了什麼變化？你認為這可能發生的原因是什麼？
• 將放有肥皂的盤子從微波爐中取出。小心操作，因為它可能很燙。
• 將迪奧牌肥皂放入微波爐中加熱兩分鐘，仔細觀察。這種肥皂的反應與第一塊肥皂不同嗎？你認為這可能的原因是什麼？
• 再次，取出加熱後的盤子時要小心。
• 額外：在放入微波爐之前，稱量每塊肥皂的重量。哪個更重？如果一個比另一個重，你認為除了尺寸之外，造成這種差異的原因是什麼？你認為這可能有助於解釋我們在微波爐中“烹飪”肥皂條時看到的情況嗎？ 觀察和結果
與迪奧牌肥皂相比，象牙牌肥皂應該產生了大量的泡沫。象牙牌肥皂內部有數千個微小的氣穴——這就是為什麼它的重量應該更輕！這些氣穴在受熱時膨脹，產生了構成我們泡沫的肥皂泡。
但是，是什麼導致空氣首先變得如此熱？正如我們所討論的，微波爐在加熱空氣方面很糟糕。但是我們肥皂分子的一部分是極性的，因此微波輻射導致這些分子旋轉並積累動能，從而產生熱量。由此產生的熱量從融化的肥皂傳導到氣穴，導致氣穴膨脹併產生一些令人印象深刻的泡沫。
更多探索： 泡沫肥皂 ，來自Education.com
微波瘋狂 ，來自Education.com
爆炸的棉花糖 ，來自Education.com
化學極性 ，來自維基百科
本活動由 Education.com 合作推出。*編者注（2013年5月30日）：這些句子在釋出後經過編輯，以糾正或澄清原始內容。