Je časné ráno a vaše pozornost se upíná k instantní ovesné kaši. Vložíte misku do mikrovlnné trouby, stisknete tlačítko start a najednou zpanikaříte, když se ve vaší kuchyni spustí miniaturní ohňostrojné představení. Lžíce – zapomněli jste lžíci v misce!“
Ačkoli vás filmy mohou přesvědčit, že tento elektrický scénář může vést k ohnivému výbuchu, pravdou je, že vložení lžíce do mikrovlnné trouby nemusí být nutně nebezpečné. Ale proč přesně kov vytváří jiskry, když je vystaven jednomu ze zázraků technologie poloviny 20. století?“
Abychom na to mohli odpovědět, musíme nejprve pochopit, jak mikrovlnná trouba funguje. Malá trouba se opírá o zařízení zvané magnetron, vakuovou trubici, kterou protéká magnetické pole. Zařízení roztáčí elektrony a vytváří elektromagnetické vlny o frekvenci 2,5 gigahertzů (neboli 2,5 miliardkrát za sekundu), uvedl pro Live Science Aaron Slepkov, fyzik z Trent University v Ontariu.
Související:
Pro každý materiál existují určité frekvence, při kterých obzvláště dobře pohlcuje světlo, dodal, a pro vodu je touto frekvencí 2,5 gigahertzu. Protože většina věcí, které jíme, je naplněna vodou, budou tyto potraviny absorbovat energii z mikrovln a ohřívat se.
Zajímavé je, že 2,5 gigahertzu není nejúčinnější frekvence pro ohřívání vody, řekl Slepkov. Je to proto, že společnost Raytheon, která mikrovlny vynalezla, si všimla, že vysoce účinné frekvence jsou ve své práci příliš dobré, poznamenal. Molekuly vody ve vrchní vrstvě něčeho, jako je polévka, by pohltily veškeré teplo, takže by se uvařilo jen prvních několik miliontin palce a voda pod ním by zůstala studená jako kámen.
A teď k tomu jiskřícímu kovu. Když mikrovlny interagují s kovovým materiálem, elektrony na jeho povrchu se rozptýlí, vysvětlil Slepkov. To nezpůsobuje žádné problémy, pokud je kov po celém povrchu hladký. Ale tam, kde je hrana, například na hrotech vidličky, se náboje mohou hromadit a způsobit vysokou koncentraci napětí.
„Pokud je dostatečně vysoké, může odtrhnout elektron od molekuly ve vzduchu,“ čímž vznikne jiskra a ionizovaná (neboli nabitá) molekula, řekl Slepkov.
Ionizované částice absorbují mikrovlny ještě silněji než voda, takže jakmile se objeví jiskra, nasají se další mikrovlny, které ionizují ještě více molekul, takže jiskra roste jako ohnivá koule, řekl.
Obvykle k takové události může dojít pouze v kovovém předmětu s drsnými hranami. Proto „když vezmete hliníkovou fólii a dáte ji do plochého kruhu, nemusí to vůbec zajiskřit,“ řekl Slepkov. „Ale pokud ji zmačkáte do kuličky, bude jiskřit rychle.“
Podle článku z Mental Floss sice tyto jiskry mohou mikrovlnné troubě uškodit, ale jakékoliv jídlo by mělo být poté naprosto v pořádku k jídlu (pro případ, že jste opravdu zapomněli tu lžičku v ovesné kaši).
Ohnivé hrozny
Kovy nejsou jediné předměty, které mohou v mikrovlnné troubě vyvolat světelnou show. Virální internetová videa také ukazují rozpůlené hrozny, které vytvářejí velkolepé jiskry plazmy, plynu nabitých částic.
Různí šťouralové hledali vysvětlení a navrhovali, že to souvisí s nahromaděním elektrického náboje jako v kovu. Slepkov a jeho kolegové však provedli vědecké testy, aby tomuto jevu přišli na kloub.
„To, co jsme zjistili, bylo mnohem složitější a zajímavější,“ řekl.
Naplněním hydrogelových kuliček – superabsorpčního polymeru používaného v jednorázových plenkách – vodou vědci zjistili, že nejdůležitějším faktorem při generování jisker v objektech podobných hroznu je geometrie. Koule o velikosti hroznu se prostě ukázaly být obzvláště vynikajícími koncentrátory mikrovln, řekl Slepkov.
Velikost hroznů způsobila, že se mikrovlnné záření nahromadilo uvnitř těchto drobných plodů, což nakonec vedlo k získání dostatečného množství energie, která vytrhla elektron ze sodíku nebo draslíku uvnitř hroznu, dodal, a vytvořila jiskru, která přerostla v plazmu.
Tým zopakoval experiment s křepelčími vejci – která jsou zhruba stejně velká jako hrozny – nejprve s jejich přirozeným, žloutkovým vnitřkem a poté s vypuštěnou tekutinou. Vejce naplněná slizem vytvářela žhavé skvrny, zatímco prázdná nikoliv, což naznačuje, že napodobení podívané s jiskřením kovů vyžaduje vodní komoru o velikosti hroznu.
- Co jsou elementární částice?
- Co je statická elektřina?
- Proč měď zezelená?
Původně publikováno na Live Science.
Aktuality
.