小明好奇地打开了他的新大型微波炉，准备用它来加热晚餐。他想知道，这台看似简单的电器是如何能够隔空快速加热食物的。小明注意到，尽管微波炉内部没有显眼的发热装置，而且他甚至不需要接触内部面板，但它却能在几十秒内将食物加热至高温。
为了理解这个神奇的过程，小明决定深入探究微波炉的工作原理。他首先想了解什么是“热”。在科学中，温度是一个衡量物体内部原子运动速度和活力的指标。当一个物体变得越来越热时，其内部原子的平均运动速率就会增加，这种剧烈的运动就是我们感受到温度升高时所看到的一种现象。
接着，小明研究了物质中的微观粒子——原子的振动与温度之间的关系。他发现，当一个固体处于平衡状态时，它们会有稳定的形状，因为每个原子都受到周围粒子的各种力作用。但即使如此，每个原子也可以在平衡位置上发生振动。当这些振动变得更加剧烈时，那么宏观上表现出来的是更高的温度。因此，要提高一个物体的温度，就必须让其内部粒子的运动变得更加激烈。
小明还了解到了普通加热方式主要依靠的是传导，即通过接触将高温材料传递给低温材料。这一过程实际上是在两个不同材质表面的接触点发生弹性碰撞，从而将一种材质中的粒子动能转移到另一种材质中，使得低温材质中的粒子开始移动并逐渐变暖。然而，这种传导式加热通常较慢，因为需要外部力量逐步推进原本静止或缓慢移动着的事实：这涉及到两者之间相对导热性的差异，以及它们之间温差大小；当两者的温差越大，加速就越快，但同时高温源释放出的能量也会迅速散失，因此效率并不十分理想。
另一方面，微波炉则采用了一种完全不同的方法，它利用快速变化且强大的电场直接影响食物内部水分子的运动，从而实现快速加熱。这一电场作用于极性水分子（像水这样的分子，其中氧和氢核带有不同程度正负电荷）引发它们进行剧烈振荡。这些震荡随后迅速向周围扩散，使得整个食料迅速升华为气态，然后再重新凝结形成新的、比原始结构稍显膨胀但仍然可口的地球表面形式。在这种情况下，通过使用额外设备，可以制作出既坚固又美味的人造地球表面，并且这个过程似乎几乎不消耗任何能源！
