Kora reggel van, és álmos szemed egy adag instant zabkása felé fordult. Beteszed a tálat a mikrohullámú sütőbe, megnyomod az indítógombot, és hirtelen pánikba esel, amikor egy mini tűzijáték előadás robban fel a konyhádban. A kanál – a tálban felejtette a kanalat!
Míg a filmek azt hihetik, hogy ez az elektromos forgatókönyv tüzes robbanáshoz vezethet, az igazság az, hogy a kanál mikrohullámú sütőbe helyezése nem feltétlenül veszélyes. De pontosan miért is generál szikrákat a fém, amikor a 20. század közepének egyik csodája alá kerül a technológia?
Ahhoz, hogy erre választ kapjunk, először is meg kell értenünk, hogyan működik a mikrohullámú sütő. A kis sütő egy magnetron nevű eszközre támaszkodik, egy vákuumcsőre, amelyen keresztül mágneses mező áramlik. Az eszköz elektronokat pörget, és 2,5 gigahertzes (vagyis másodpercenként 2,5 milliárdszoros) frekvenciájú elektromágneses hullámokat hoz létre – mondta Aaron Slepkov, az ontariói Trent Egyetem fizikusa a Live Science-nek.
Hoz kapcsolódóan:
Minden anyag esetében vannak bizonyos frekvenciák, amelyeken különösen jól elnyelik a fényt, tette hozzá, és a 2,5 gigahertz történetesen a víz esetében ez a frekvencia. Mivel a legtöbb dolog, amit eszünk, vízzel van töltve, ezek az ételek elnyelik a mikrohullámok energiáját és felmelegednek.
Érdekes módon a 2,5 gigahertz nem a leghatékonyabb frekvencia a víz felmelegítésére, mondta Slepkov. Ez azért van, mert a mikrohullámot feltaláló cég, a Raytheon észrevette, hogy a nagy hatékonyságú frekvenciák túl jól végzik a dolgukat – jegyezte meg. A vízmolekulák a legfelső rétegben, például egy levesben, elnyelnék az összes hőt, így csak az első néhány milliomod része forrna fel, és az alatta lévő víz kőkeményen hideg maradna.
Most pedig a szikrázó fémről. Amikor a mikrohullámok kölcsönhatásba lépnek egy fémes anyaggal, az elektronok az anyag felületén szétcsapódnak, magyarázta Slepkov. Ez nem okoz problémát, ha a fém mindenhol sima. Ahol azonban van egy él, például egy villa fogainál, ott a töltések felhalmozódhatnak, és nagy feszültségkoncentrációt eredményezhetnek.
“Ha ez elég magas, letéphet egy elektront egy molekuláról a levegőben”, ami szikrát és ionizált (vagy töltött) molekulát hoz létre, mondta Slepkov.
Az ionizált részecskék még erősebben elnyelik a mikrohullámokat, mint a víz, így ha egyszer megjelenik egy szikra, még több mikrohullámot szív be, még több molekulát ionizálva, így a szikra tűzgömbként növekszik, mondta.
Egy ilyen esemény általában csak egy durva élekkel rendelkező fémtárgyban fordulhat elő. Ezért van az, hogy “ha veszünk alumíniumfóliát, és egy lapos körbe tesszük, lehet, hogy egyáltalán nem szikrázik” – mondta Slepkov. “De ha golyóvá gyűrjük, akkor gyorsan szikrázik”.
Míg ezek a szikrák kárt okozhatnak a mikrohullámú sütőben, a Mental Floss cikke szerint bármilyen ételt tökéletesen meg lehet enni utána (arra az esetre, ha tényleg elfelejtetted volna a kanalat a zabpehelyben).
Tüzes szőlő
A fémek nem az egyetlen tárgyak, amelyek fényjátékot generálhatnak a mikrohullámú sütőben. A vírusos internetes videókon félbevágott szőlőszemek is látványos plazmaszikrákat, azaz töltött részecskékből álló gázt produkálnak.
Változatos nyomozók keresték a magyarázatot, azt feltételezve, hogy ennek köze lehet az elektromos töltés felhalmozódásához, mint a fémekben. Slepkov és kollégái azonban tudományos vizsgálatokat végeztek, hogy a jelenség végére járjanak.
“Amit találtunk, az sokkal bonyolultabb és érdekesebb volt” – mondta.
A hidrogélgömbök – egy eldobható pelenkákban használt szuperabszorbens polimer – vízzel való megtöltésével a kutatók megtudták, hogy a geometria a legfontosabb tényező a szikrák keletkezésében a szőlőszerű tárgyakban. A szőlő méretű gömbök történetesen különösen kiváló koncentrátorai voltak a mikrohullámoknak, mondta Slepkov.
A szőlő mérete miatt a mikrohullámú sugárzás az apró gyümölcsök belsejében halmozódott fel, ami végül elegendő energiát eredményezett ahhoz, hogy a szőlő belsejében lévő nátriumról vagy káliumról elektronokat szakítson le, így szikra keletkezett, amely plazmává nőtt.
A csapat megismételte a kísérletet fürjtojásokkal – amelyek nagyjából ugyanolyan méretűek, mint a szőlő – először a természetes, sárgás belsejükkel, majd a folyadék lecsöpögtetésével. A ragaccsal töltött tojások forró pontokat hoztak létre, míg az üresek nem, ami arra utal, hogy a fémszikrázó látvány utánzásához vizes, szőlőméretű kamrára volt szükség.
- Mi az elemi részecske?
- Mi a statikus elektromosság?
- Miért zöldül a réz?
Eredetileg a Live Science-en jelent meg.
Újabb hírek