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第201期生活3分钟浏览 85

发布 · 杂学书库 别馆

微波炉里的葡萄为什么会冒火花

葡萄粒困住微波炉的电磁波,把能量集中到两粒相碰的地方

微波炉玻璃转盘上,切成两半的青葡萄之间闪着紫色火花的画

把切成两半的葡萄放进微波炉,会突然闪出小小的火花。这是因为葡萄粒的大小正好适合困住微波炉发出的电磁波,能量就会聚集到两粒相碰的那一个点上。这种火花不是东西烧起来的火,而是空气发光形成的等离子体。

葡萄粒是困住电磁波的容器

微波炉用每秒振动约24.5亿次的电磁波来加热食物里的水。在空气中,这种波一个波长约12厘米,比葡萄粒长得多。

可是一进入水里,电磁波就会大大变慢,波长也缩短到1厘米多一点。几乎全是水的葡萄粒,大小恰好和这个长度很匹配,于是电磁波在葡萄粒里来回打转,跑不出去,越积越多。

能量集中在相碰的那一点

2019年,加拿大特伦特大学的研究团队用实验和计算证实了这一现象,并发表在国际学术期刊PNAS上。只有一粒葡萄时不会有什么事,但两粒贴在一起时,各自困住的能量会一下子涌向它们相碰的那个小点。

那个点瞬间变得很烫,葡萄里含有的钠、钾等成分会变成带电的粒子分离出来。这些粒子把周围的空气也变成发光的等离子体,于是就能看到橙色和紫色的火花。

不需要果皮连在一起

以前常有一种说法:连着两半葡萄的那层薄皮像电线一样产生火花。但研究团队发现,不用果皮相连,只要把两粒完整的葡萄贴在一起,也会冒出火花。

用吸了水的凝胶珠子也出现了同样的情况。所以产生火花的关键不在于葡萄这种水果本身,而在于两个大小相近、由水构成的圆球彼此贴在一起的形状。

最好不要模仿

等离子体温度非常高,可能会把微波炉内壁烧黑甚至损坏。研究团队也是使用为实验改装过的微波炉和设备,而且只观察了很短的时间。

在家里把葡萄、小番茄这类又小又圆的水果好几粒贴在一起加热时,偶尔也可能冒出类似的火花。如果需要加热,把它们彼此分开放,并分几次短时间加热,会安全得多。

葡萄火花的成因是葡萄粒困住微波炉的电磁波,把能量集中到相碰的点上,让空气发光。

整理与参考笔记 · Khattak 等,PNAS 2019 葡萄等离子体研究. 参考了特伦特大学的研究:葡萄和水凝胶珠会困住微波炉的电磁波,并在相碰处形成高温点。实验使用的是改装过的设备。

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小测验

微波炉里的两粒葡萄会在哪里冒出火花?

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