Рано вранці, і Ваша розмита увага звернулася до допомоги миттєвої вівсяної каші. Ви ставите чашу в мікрохвильову піч, натискаєте кнопку пуску і раптом панікуєте, як виступ міні-феєрверків на вашій кухні. Ложка - ви забули ложку в мисці!
Хоча у фільмах ви можете вірити, що цей електричний сценарій може призвести до вогненного вибуху, правда полягає в тому, що поміщати ложку в мікрохвильову піч не обов'язково небезпечно. Але чому саме метал породжує іскри, коли піддається одному з чудес технології середини 20 століття?
Щоб відповісти на це, нам потрібно спочатку зрозуміти, як працює мікрохвильова піч. Маленька піч спирається на пристрій, який називається магнетрон, вакуумну трубку, через яку зроблене магнітне поле для протікання. Пристрій обертає електрони навколо себе і виробляє електромагнітні хвилі з частотою 2,5 гігагерца (або 2,5 мільярда разів за секунду), розповів Live Science Аарон Слепков, фізик з Трентського університету в Онтаріо.
Для кожного матеріалу є окремі частоти, на яких він особливо добре поглинає світло, додав він, і 2,5 гігагерца, як правило, є такою частотою для води. Оскільки більшість речей, які ми їмо, наповнені водою, ці продукти будуть поглинати енергію з мікрохвильових печей і нагріватися.
Цікаво, що 2,5 гігагерц - це не найефективніша частота для прогрівання води, сказав Слепков. Це тому, що компанія, яка винайшла мікрохвильову піч, Raytheon, помітила, що високоефективні частоти занадто добре справляються зі своєю роботою, зазначив він. Молекули води у верхньому шарі чогось схожого на суп поглинали б усе тепло, тому лише перші кілька мільйонів дюйма кипіли і залишали воду під каменем холодною.
Тепер про цей іскровий метал. Коли мікрохвилі взаємодіють з металевим матеріалом, електрони на поверхні матеріалу збиваються навколо, пояснив Слепков. Це не спричинить жодних проблем, якщо метал гладкий у всьому. Але там, де є край, як у зубців вилки, заряди можуть накопичуватися і призводити до високої концентрації напруги.
"Якщо він досить високий, він може вирвати електрон з молекули в повітрі", створюючи іскру і іонізовану (або заряджену) молекулу, сказав Слепков.
Іонізовані частинки поглинають мікрохвилі ще сильніше, ніж це робить вода, тому, як тільки з’явиться іскра, все більше мікрохвиль буде всмоктуватися, іонізуючи ще більше молекул, щоб іскра зростала, як куля вогню, сказав він.
Зазвичай така подія може статися лише в металевому предметі з шорсткими краями. Ось чому "якщо ви візьмете алюмінієву фольгу і покладете її по плоскому колу, вона може взагалі не іскритися", - сказав Слепков. "Але якщо ви його зім’яте в кулю, він швидко іскриться".
Незважаючи на те, що ці іскри можуть завдати шкоди мікрохвильовій печі, будь-яку їжу слід їсти згодом (про всяк випадок, якщо ви дійсно забули цю ложку в своїй вівсяній каші), йдеться у статті Mental Floss.
Вогненний виноград
Метали - не єдині об'єкти, які можуть генерувати світлове шоу в мікрохвильовій печі. Вірусні відеоролики в Інтернеті також показали наполовину виноград, що створює ефектні іскри плазми, газ заряджених частинок.
Різні слюти шукали пояснення, припускаючи, що це пов'язане з накопиченням електричного заряду, як у металу. Але Слєпков та його колеги провели наукові тести, щоб дістатися до суті явища.
"Те, що ми знайшли, було набагато складніше та цікавіше", - сказав він.
Заповнюючи сфери гідрогелю - надпоглинаючий полімер, що використовується в одноразових підгузниках - водою, дослідники дізналися, що геометрія була найважливішим фактором для генерування іскор на виноградних предметах. Сфери розміру винограду просто виявилися особливо чудовими концентраторами мікрохвиль, сказав Слепков.
Розмір винограду змусив мікрохвильове випромінювання накопичити всередині крихітних плодів, що призвело до того, що в результаті було достатньо енергії, щоб зірвати електрон з натрію чи калію всередині винограду, додав він, створивши іскру, яка переросла у плазму.
Команда повторила експеримент із перепелиними яйцями - приблизно таких же розмірами, як і виноград - спочатку з їх природним, жовтуватим інтер'єром, а потім із злитою рідиною. Яйця, наповнені Google, породжували гарячі плями, тоді як порожні - ні, що свідчить про те, що для імітації видовища, що іскриться металом, потрібна водяниста камера розміром з винограду.
