それは早朝で、あなたの目はインスタント・オートミールに注がれています。 ボウルを電子レンジに入れ、スタートボタンを押すと、突然、キッチンでミニ花火のようなパフォーマンスが始まり、パニックになります。 スプーンをボウルに忘れてしまったのです！
映画では、この電気的なシナリオが激しい爆発につながると思われているかもしれませんが、実際には、スプーンを電子レンジに入れることは必ずしも危険なことではありません。 しかし、20 世紀半ばのテクノロジーの奇跡の 1 つである電子レンジに金属をかけると、なぜ火花が出るのでしょうか。
それに答えるには、まず電子レンジがどのように機能するかを理解する必要があります。 この小さなオーブンはマグネトロンと呼ばれる装置に依存しており、磁場が流れるようにした真空管です。 この装置は電子を回転させ、2.5ギガヘルツ（または1秒間に25億回）の周波数の電磁波を発生させると、オンタリオ州のトレント大学の物理学者であるAaron Slepkov氏はLive Scienceに語っています。
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あらゆる物質には、光を特によく吸収する特定の周波数があり、2.5ギガヘルツは、たまたま水にとってこの周波数であると、彼は付け加えました。 興味深いことに、2.5ギガヘルツは水を温めるのに最も効率のよい周波数ではないと、Slepkov氏は言います。 それは、マイクロ波を発明したレイセオン社が、高効率の周波数があまりにも優秀であることに気づいたからだと、彼は指摘します。 スープのようなものの最上層の水分子は熱をすべて吸収してしまうので、最初の数百万分の1インチだけが沸騰し、その下の水は冷えたままになってしまうのです。
さて、スパークする金属についてです。 マイクロ波が金属材料と相互作用するとき、材料表面の電子が乱されるとスレプコフは説明する。 金属が全体的に滑らかであれば、これは何の問題も引き起こさない。 しかし、フォークの先端のようなエッジのあるところでは、電荷が積み重なり、高濃度の電圧になることがあるのです」。
「十分に高ければ、空気中の分子から電子を引き離すことができます」とSlepkov氏は述べ、火花と電離（または帯電）した分子を作り出します。
イオン化した粒子は、水よりもさらに強くマイクロ波を吸収するので、いったん火花が現れたら、さらにマイクロ波が吸い込まれ、さらに多くの分子をイオン化して、火花が火の玉のように大きくなると、彼は述べています。
通常、このような現象は、角の荒い金属の物体でなければ起こりません。 そのため、「アルミホイルを平らな円形に置いても、まったく火花が出ないかもしれません」とSlepkov氏は言います。 「しかし、それを丸めてしまえば、すぐに火花が散るのです」。
これらの火花は電子レンジに害を及ぼす可能性がありますが、Mental Floss の記事によると、どんな食べ物もその後食べてもまったく問題ないはずです (オートミールにスプーンを本当に忘れてしまった場合に備えてです)。
Fiery grapes
電子レンジで光のショーを発生できるものは金属だけではありません。 半分に切ったブドウが、荷電粒子のガスであるプラズマの壮大な火花を発生させるという、インターネット上の流行りのビデオもあります。
さまざまなスレ主が、金属のように電荷が蓄積することと関係があるのではと、その説明を探していました。 しかし、スレプコフたちは、この現象の真相を解明するために科学的な実験を行った。
「私たちが発見したのは、もっと複雑で興味深いものでした」と、彼は言います。
研究者たちは、使い捨ておむつに使用される高吸水性ポリマーであるハイドロゲルの球体に水を充填することにより、ブドウのような物体に火花を発生させるには、形状が最も重要な要素であることを発見したのです。 Slepkov氏は、「ブドウのような大きさの球体は、たまたまマイクロ波の集束が特に優れていたのです」と述べています。「ブドウの大きさによってマイクロ波が小さな果物の中に集まり、最終的にはブドウの中のナトリウムまたはカリウムから電子を引き離すのに十分なエネルギーになり、プラズマに成長する火花が発生しました」と彼は付け加えています。
研究チームは、ブドウとほぼ同じ大きさのウズラの卵で実験を繰り返した。最初は自然のままの黄身で、次に液体を抜いた状態であった。 ベトベトの卵はホットスポットを発生させましたが、空の卵は発生しませんでした。これは、金属がスパークする光景を模倣するには、水の入ったブドウサイズの容器が必要であることを示しています。
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元ネタは Live Science.
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