Det er tidligt om morgenen, og din opmærksomhed er rettet mod en portion instant havregryn. Du sætter skålen i mikrobølgeovnen, trykker på startknappen og går pludselig i panik, da der opstår et mini-fyrværkeri i dit køkken. Skeen – du glemte skeen i skålen!
Mens film måske vil få dig til at tro, at dette elektriske scenarie kan føre til en brændende eksplosion, er sandheden, at det ikke nødvendigvis er farligt at lægge en ske i mikrobølgeovnen. Men hvorfor opstår der egentlig gnister i metal, når det udsættes for et af det 20. århundredes teknologiske mirakler?
For at svare på det, skal vi først forstå, hvordan en mikrobølgeovn fungerer. Den lille ovn er afhængig af en anordning, der kaldes en magnetron, et vakuumrør, som et magnetfelt strømmer igennem. Enheden snurrer elektroner rundt og producerer elektromagnetiske bølger med en frekvens på 2,5 gigahertz (eller 2,5 milliarder gange i sekundet), fortæller Aaron Slepkov, fysiker ved Trent University i Ontario, til Live Science.
Relateret:
For hvert materiale er der bestemte frekvenser, hvor det absorberer lys særligt godt, tilføjede han, og 2,5 gigahertz er tilfældigvis denne frekvens for vand. Da de fleste ting, vi spiser, er fyldt med vand, vil disse fødevarer absorbere energi fra mikrobølgerne og varme op.
Interessant nok er 2,5 gigahertz ikke den mest effektive frekvens til opvarmning af vand, sagde Slepkov. Det skyldes, at det firma, der opfandt mikrobølgeovnen, Raytheon, bemærkede, at de højeffektive frekvenser var for gode til deres arbejde, bemærkede han. Vandmolekyler i det øverste lag af noget som suppe ville absorbere al varmen, så kun de første par milliontedele af en tomme ville koge og efterlade vandet nedenunder iskoldt.
Nu, angående det gnistrende metal. Når mikrobølger vekselvirker med et metallisk materiale, bliver elektronerne på materialets overflade slammet rundt, forklarede Slepkov. Dette giver ingen problemer, hvis metallet er glat over det hele. Men hvor der er en kant, som f.eks. ved tænderne på en gaffel, kan ladningerne hobe sig op og resultere i en høj koncentration af spænding.
“Hvis den er høj nok, kan den rive en elektron af et molekyle i luften”, hvilket skaber en gnist og et ioniseret (eller ladet) molekyle, sagde Slepkov.
Ioniserede partikler absorberer mikrobølger endnu stærkere end vand gør, så når først en gnist opstår, vil flere mikrobølger blive suget ind og ionisere endnu flere molekyler, så gnisten vokser som en ildkugle, sagde han.
Sædvanligvis kan en sådan hændelse kun opstå i en metalgenstand med ru kanter. Det er derfor, “hvis du tager aluminiumsfolie og lægger det i en flad cirkel, vil det måske slet ikke slå gnister”, sagde Slepkov. “Men hvis du krøller det sammen til en kugle, vil det gnister hurtigt.”
Selv om disse gnister har potentiale til at forårsage skade på mikrobølgeovnen, bør enhver mad være helt fin til at spise bagefter (hvis du virkelig glemte skeen i dine havregryn), ifølge en artikel fra Mental Floss.
Fyrede druer
Metaller er ikke de eneste genstande, der kan generere et lysshow i en mikrobølgeovn. Virale internetvideoer har også vist halverede druer, der producerer spektakulære gnister af plasma, en gas af ladede partikler.
Flere og flere efterforskere havde søgt efter en forklaring og foreslog, at det havde noget at gøre med en ophobning af elektrisk ladning som i et metal. Men Slepkov og hans kolleger foretog videnskabelige forsøg for at komme til bunds i fænomenet.
“Det, vi fandt, var meget mere kompliceret og interessant,” sagde han.
Ved at fylde hydrogelkugler – en superabsorberende polymer, der bruges i engangsbleer – med vand lærte forskerne, at geometrien var den vigtigste faktor for at generere gnister i druelignende objekter. Kugler i druestørrelse var tilfældigvis særligt fremragende koncentratorer af mikrobølger, sagde Slepkov.
Druernes størrelse fik mikrobølgestrålingen til at samle sig inde i de små frugter, hvilket til sidst resulterede i nok energi til at rive en elektron fra natrium eller kalium inde i druen, tilføjede han, hvilket skabte en gnist, der voksede til et plasma.
Gruppen gentog eksperimentet med vagtelæg – som er omtrent lige så store som vindruer – først med deres naturlige, gullige indre og derefter med væsken drænet ud. De gyllefyldte æg genererede hotspots, mens de tomme æg ikke gjorde det, hvilket indikerer, at det krævede et vandigt kammer på størrelse med en vindrue at efterligne det metalsprudlende skuespil.
- Hvad er elementarpartikler?
- Hvad er statisk elektricitet?
- Hvorfor bliver kobber grøn?
Originalt udgivet på Live Science.
Reneste nyt