Jest wczesny ranek, a twoja uwodzicielska uwaga zwróciła się w stronę natychmiastowej pomocy owsianki. Wstawiasz miskę do kuchenki mikrofalowej, naciskasz przycisk Start i nagle wpadasz w panikę, gdy w twojej kuchni zaczyna się pokaz sztucznych ogni. Łyżka - zapomniałeś łyżki w misce!
Podczas gdy filmy mogą sugerować, że ten elektryczny scenariusz może doprowadzić do ognistej eksplozji, prawda jest taka, że umieszczenie łyżki w kuchence mikrofalowej niekoniecznie jest niebezpieczne. Ale dlaczego dokładnie metal generuje iskry, gdy poddany jest jednemu z cudów technologii z połowy XX wieku?
Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy najpierw zrozumieć, jak działa kuchenka mikrofalowa. Mały piekarnik opiera się na urządzeniu zwanym magnetronem, rurce próżniowej, przez którą przepływa pole magnetyczne. Urządzenie obraca elektrony i wytwarza fale elektromagnetyczne o częstotliwości 2,5 gigaherca (lub 2,5 miliarda razy na sekundę), powiedział Live Science Aaron Slepkov, fizyk z Trent University w Ontario.
Dodał, że dla każdego materiału istnieją szczególne częstotliwości, przy których szczególnie dobrze pochłania światło, a dla wody jest to 2,5 gigaherca. Ponieważ większość rzeczy, które jemy, są wypełnione wodą, te produkty pochłaniają energię z mikrofal i nagrzewają się.
Co ciekawe, Slepkov powiedział, że 2,5 gigaherca nie jest najskuteczniejszą częstotliwością do podgrzewania wody. Zauważył, że firma, która wynalazła kuchenkę mikrofalową, Raytheon, zauważyła, że bardzo wydajne częstotliwości były zbyt dobre w ich pracy. Cząsteczki wody w górnej warstwie czegoś takiego jak zupa pochłonęłyby całe ciepło, więc tylko pierwsze kilka milionowych części cala by się zagotowało i pozostawiło wodę pod kamieniem zimnym.
A teraz o tym iskrzącym metalu. Slepkov wyjaśnił, że kiedy mikrofale oddziałują z metalicznym materiałem, elektrony na powierzchni materiału się obracają. Nie powoduje to żadnych problemów, jeśli metal jest gładki. Ale tam, gdzie jest krawędź, jak na zębach widelca, ładunki mogą się gromadzić i powodować wysokie stężenie napięcia.
„Jeśli jest wystarczająco wysoki, może zerwać elektron z cząsteczki w powietrzu”, tworząc iskrę i zjonizowaną (lub naładowaną) cząsteczkę, powiedział Slepkov.
Powiedział, że zjonizowane cząstki pochłaniają mikrofale jeszcze silniej niż woda, więc kiedy pojawi się iskra, więcej mikrofal zostanie zasysanych, jonizując jeszcze więcej cząsteczek, dzięki czemu iskra rośnie jak kula ognia.
Zwykle takie zdarzenie może wystąpić tylko w metalowym obiekcie o szorstkich krawędziach. Dlatego „jeśli weźmiesz folię aluminiową i umieścisz ją w płaskim kole, może wcale nie iskrzyć” - powiedział Slepkov. „Ale jeśli zgniatasz go w piłkę, szybko zacznie iskrzyć”.
Chociaż iskry te mogą potencjalnie wyrządzić szkodę kuchence mikrofalowej, każde jedzenie powinno być w porządku do jedzenia później (na wypadek, gdyby naprawdę zapomniałeś tej łyżki w owsiance), zgodnie z artykułem z Mental Floss.
Ogniste winogrona
Metale nie są jedynymi obiektami, które mogą generować pokaz świetlny w kuchence mikrofalowej. Wirusowe filmy internetowe pokazują również o połowę winogrona wytwarzające spektakularne iskry plazmy, gazu naładowanych cząstek.
Różni ludzie szukali wyjaśnienia, sugerując, że miało to związek z nagromadzeniem ładunku elektrycznego jak w metalu. Ale Slepkov i jego koledzy przeprowadzili testy naukowe, aby dojść do sedna zjawiska.
„To, co znaleźliśmy, było znacznie bardziej skomplikowane i interesujące” - powiedział.
Po napełnieniu kulek hydrożelu - superabsorpcyjnego polimeru stosowanego w pieluchach jednorazowych - wodą, naukowcy dowiedzieli się, że geometria była najważniejszym czynnikiem generującym iskry w obiektach podobnych do winogron. Slepkov powiedział, że kulki wielkości winogron były szczególnie doskonałymi koncentratorami mikrofal.
Dodał, że rozmiary winogron spowodowały, że promieniowanie mikrofalowe zgromadziło się w maleńkich owocach, co w końcu doprowadziło do wystarczającej energii do wyrwania elektronu z sodu lub potasu z winogron - dodał, tworząc iskrę, która przerodziła się w plazmę.
Zespół powtórzył eksperyment z jajkami przepiórczymi - które są mniej więcej tego samego rozmiaru co winogrona - najpierw z ich naturalnymi żółtawymi wnętrzami, a następnie z wypuszczoną cieczą. Jajka wypełnione mazią wytwarzały hotspoty, a puste nie, co świadczyło o tym, że naśladowanie spektaklu iskrzącego metal wymagało wodnistej komory wielkości winogron.
