Рано е сутринта и вниманието ви със замъглени очи се насочи към помощ към моментална овесена каша. Слагате купата в микровълновата, натискате бутона за старт и изведнъж изпадате в паника, тъй като представлението на мини-фойерверка изчезва във вашата кухня. Лъжицата - забравихте лъжицата в купата!
Макар че във филмите може би ви се вярва, че този електрически сценарий може да доведе до огнена експлозия, истината е, че поставянето на лъжица в микровълновата не е непременно опасно. Но защо точно металът генерира искри, когато е подложен на едно от чудесата на технологията в средата на 20 век?
За да отговорим на това, първо трябва да разберем как работи микровълновата печка. Малката фурна разчита на устройство, наречено магнетрон, вакуумна тръба, през която се прави магнитно поле, за да тече. Устройството върти електрони наоколо и произвежда електромагнитни вълни с честота 2,5 гигагерца (или 2,5 милиарда пъти в секунда), заяви Аарон Слепков, физик от университета в Трент в Онтарио пред Live Science.
За всеки материал има конкретни честоти, при които той поглъща особено добре светлината, добави той и 2,5 гигагерца е тази честота за водата. Тъй като повечето неща, които ядем, са пълни с вода, тези храни ще абсорбират енергия от микровълните и ще се нагряват.
Интересно е, че 2,5 гигагерца не са най-ефективната честота за затопляне на водата, каза Слепков. Това е така, защото компанията, която измисли микровълновата, Raytheon, забеляза, че високоефективните честоти са твърде добри в работата им, отбеляза той. Молекулите на водата в най-горния слой на нещо като супа биха поели цялата топлина, така че само първите няколко милиона инча щяха да кипнат и да оставят водата под камък студена.
Сега за този искрящ метал. Когато микровълните взаимодействат с метален материал, електроните на повърхността на материала се разрязват, обясни Слепков. Това не създава проблеми, ако металът е гладък навсякъде. Но когато има ръб, като при зъбците на вилицата, зарядите могат да се натрупат и да доведат до висока концентрация на напрежение.
"Ако той е достатъчно висок, той може да откъсне електрон от молекула във въздуха", създавайки искра и йонизирана (или заредена) молекула, каза Слепков.
Йонизирани частици абсорбират микровълните дори по-силно, отколкото водата, така че след като се появи искра, повече микровълни ще се всмучат, йонизирайки още повече молекули, така че искрата да расте като топка на огъня, каза той.
Обикновено подобно събитие може да се случи само в метален предмет с грапави ръбове. Ето защо „ако вземете алуминиево фолио и го поставите в плосък кръг, то може изобщо да не искра“, каза Слепков. "Но ако го смачкате на топка, той бързо ще искра."
Въпреки че тези искри имат потенциал да навредят на микровълновата фурна, всяка храна трябва да бъде напълно добре да се яде след това (само в случай, че наистина сте забравили тази лъжица в овесената си каша), според статия от Mental Floss.
Огнено грозде
Металите не са единствените обекти, които могат да генерират светлинно шоу в микровълнова печка. Вирусните видеоклипове в интернет също показаха наполовина грозде, произвеждащо ефектни искри от плазма, газ от заредени частици.
Различни соути търсеха обяснение, което предполагаше, че това е свързано с натрупване на електрически заряд като в метал. Но Слепков и неговите колеги проведоха научни тестове, за да стигнат до дъното на явлението.
„Това, което открихме, беше много по-сложно и интересно“, каза той.
Попълвайки хидрогеловите сфери - суперабсорбиращ полимер, използван в памперсите за еднократна употреба - с вода, изследователите научиха, че геометрията е най-важният фактор за генериране на искри в предмети, подобни на грозде. Сферите с размер на грозде просто се оказаха особено отлични концентратори на микровълни, каза Слепков.
Размерът на гроздето накара микровълновото излъчване да натрупа вътре в малките плодове, което в крайна сметка доведе до достатъчно енергия за откъсване на електрон от натрий или калий вътре в гроздето, добави той, създавайки искра, прераснала в плазма.
Екипът повтори експеримента с пъдпъдъчи яйца - които са приблизително със същия размер като гроздето - първо с естествения си жълтък интериор и след това с изтичащата течност. Напълнените с goo яйца генерираха горещи точки, докато празните не го направиха, което показва, че за имитирането на искрящия от метал спектакъл е необходима водниста камера с размер на грозде.
