Είναι νωρίς το πρωί και η ανοιχτή προσοχή σας έχει μετατραπεί σε μια βοήθεια άμεσης βρώμης. Βάζετε το μπολ στο φούρνο μικροκυμάτων, χτυπάτε το κουμπί έναρξης και ξαφνικά τον πανικό, καθώς η απόδοση της μίνι-πυροτεχνημάτων σβήνει στην κουζίνα σας. Το κουτάλι - ξέχασες το κουτάλι στο μπολ!
Ενώ οι ταινίες μπορεί να έχουν την πεποίθηση ότι αυτό το ηλεκτρικό σενάριο μπορεί να οδηγήσει σε μια πυρκαγιά έκρηξη, η αλήθεια είναι ότι η τοποθέτηση κουταλιού στο φούρνο μικροκυμάτων δεν είναι αναγκαστικά επικίνδυνο. Αλλά γιατί ακριβώς το μέταλλο παράγει σπινθήρες όταν υπόκειται σε ένα από τα θαύματα της τεχνολογίας των μέσων του 20ου αιώνα;
Για να απαντήσουμε σε αυτό, πρέπει πρώτα να καταλάβουμε πώς λειτουργεί ένα φούρνο μικροκυμάτων. Ο μικρός φούρνος βασίζεται σε μια συσκευή που ονομάζεται magnetron, ένας σωλήνας κενού μέσω του οποίου γίνεται μαγνητικό πεδίο. Η συσκευή περιστρέφει ηλεκτρόνια και παράγει ηλεκτρομαγνητικά κύματα με συχνότητα 2,5 gigahertz (ή 2,5 δισεκατομμύρια φορές ανά δευτερόλεπτο), δήλωσε ο Aaron Slepkov, φυσικός στο Πανεπιστήμιο Trent στο Οντάριο.
Για κάθε υλικό, υπάρχουν συγκεκριμένες συχνότητες στις οποίες απορροφά το φως ιδιαίτερα καλά, πρόσθεσε, και 2,5 gigahertz συμβαίνει να είναι αυτή η συχνότητα για το νερό. Δεδομένου ότι τα περισσότερα πράγματα που τρώμε είναι γεμάτα με νερό, αυτά τα τρόφιμα απορροφούν ενέργεια από τα μικροκύματα και θερμαίνονται.
Είναι ενδιαφέρον ότι το 2,5 gigahertz δεν είναι η πιο αποτελεσματική συχνότητα για το ζέσταμα του νερού, δήλωσε ο Slepkov. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η εταιρεία που εφευρέθηκε το φούρνο μικροκυμάτων, Raytheon, παρατήρησε ότι οι εξαιρετικά αποτελεσματικές συχνότητες ήταν πολύ καλές στη δουλειά τους, σημείωσε. Τα μόρια νερού στο πάνω στρώμα κάτι σαν σούπα θα απορροφούσαν όλη τη θερμότητα, οπότε μόνο τα πρώτα εκατομμύρια της ίντσας θα βράσουν και θα αφήσουν το νερό κάτω από το πέτρινο κρύο.
Τώρα, για το σπινθήρισμα του μετάλλου. Όταν τα μικροκύματα αλληλεπιδρούν με ένα μεταλλικό υλικό, τα ηλεκτρόνια στην επιφάνεια του υλικού παίρνουν τεντωμένα, εξήγησε ο Σλέπκοφ. Αυτό δεν προκαλεί προβλήματα αν το μέταλλο είναι ομαλό παντού. Αλλά όπου υπάρχει μια άκρη, όπως στα δόντια ενός πιρουνιού, τα φορτία μπορούν να συσσωρευτούν και να οδηγήσουν σε υψηλή συγκέντρωση τάσης.
"Αν είναι αρκετά υψηλό, μπορεί να σχίσει ένα ηλεκτρόνιο από ένα μόριο στον αέρα", δημιουργώντας μια σπίθα και ένα ιονισμένο (ή φορτισμένο) μόριο, δήλωσε ο Slepkov.
Τα ιονισμένα σωματίδια απορροφούν τα μικροκύματα ακόμη πιο έντονα από ό, τι το νερό, οπότε μόλις εμφανιστεί μια σπίθα, θα αναρροφηθούν περισσότερα μικροκύματα, ιονίζοντας ακόμα περισσότερα μόρια, έτσι ώστε ο σπινθήρας να μεγαλώνει σαν πυρσός, είπε.
Συνήθως, ένα τέτοιο συμβάν μπορεί να συμβεί μόνο σε ένα μεταλλικό αντικείμενο με τραχείες άκρες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο "εάν παίρνετε φύλλο αλουμινίου και το βάζετε σε ένα επίπεδο κύκλο, ίσως να μην προκαλέσει καθόλου", δήλωσε ο Σλέπκοφ. "Αν όμως το σπάσετε σε μια μπάλα, αυτό θα προκαλέσει γρήγορα."
Ενώ αυτές οι σπίθες έχουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν βλάβη στον φούρνο μικροκυμάτων, κάθε τρόφιμο θα πρέπει να είναι τέλεια για να φάει μετά (ακριβώς στην περίπτωση που πραγματικά ξεχάσατε αυτό το κουτάλι στο βρώμης σας), σύμφωνα με ένα άρθρο από το Mental Floss.
Όσπρια σταφύλια
Τα μέταλλα δεν είναι τα μόνα αντικείμενα που μπορούν να δημιουργήσουν ένα φως σε ένα φούρνο μικροκυμάτων. Τα βίντεο με ιούς στο διαδίκτυο έχουν επίσης δείξει στα μισά σταφύλια που παράγουν θεαματικούς σπινθήρες πλάσματος, ένα αέριο φορτισμένων σωματιδίων.
Διάφορα πεινασμένοι είχαν ψάξει για μια εξήγηση, υποδηλώνοντας ότι είχε να κάνει με μια συσσώρευση ηλεκτρικού φορτίου όπως σε ένα μέταλλο. Αλλά ο Σλέπκοφ και οι συνάδελφοί του διενήργησαν επιστημονικές δοκιμές για να φτάσουν στο κάτω μέρος του φαινομένου.
"Αυτό που βρήκαμε ήταν πολύ πιο περίπλοκο και ενδιαφέρον", είπε.
Με την πλήρωση των σφαιρών υδρογέλης - ενός υπεραπορροφητικού πολυμερούς που χρησιμοποιείται σε πάνες μίας χρήσης - με νερό, οι ερευνητές έμαθαν ότι η γεωμετρία ήταν ο σημαντικότερος παράγοντας για τη δημιουργία σπινθήρων στα αντικείμενα που μοιάζουν με σταφύλια. Οι σφαίρες μεγέθους σταφυλιών απλά συνέβησαν ιδιαίτερα εξαιρετικοί συγκεντρωτές των μικροκυμάτων, δήλωσε ο Σλέπκοφ.
Το μέγεθος των σταφυλιών προκάλεσε τη συσσώρευση της μικροκυματικής ακτινοβολίας μέσα στα μικροσκοπικά φρούτα, τελικά με αποτέλεσμα αρκετή ενέργεια για να σχίσει ένα ηλεκτρόνιο από νάτριο ή κάλιο στο εσωτερικό του σταφυλιού, πρόσθεσε, δημιουργώντας μια σπίθα που αυξήθηκε σε ένα πλάσμα.
Η ομάδα επαναλάμβανε το πείραμα με αυγά ορτυκιών - τα οποία έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος με τα σταφύλια - πρώτα με τους φυσικούς, κίτρινους εσωτερικούς τους χώρους και στη συνέχεια με το υγρό αποστραγγισμένο. Τα γεμιστά αυγά παρήγαγαν καυτά σημεία, ενώ τα άδειά τους δεν έδειξαν ότι η μίμηση του γυαλιού που προκαλούσε το μέταλλο απαιτούσε έναν υδατικό θάλαμο μεγέθους σταφυλιών.
