Zgodaj je jutro in vaša nejasna pozornost se je usmerila v pomoč takojšnji ovseni kaši. Skledo postavite v mikrovalovno pečico, pritisnete na gumb za zagon in nenadoma zaženete paniko, ko v vaši kuhinji ugasne mini-ognjemet. Žlica - žlico ste pozabili v posodi!
Medtem ko morda v filmih verjamete, da lahko ta električni scenarij povzroči ognjeno eksplozijo, je resnica, da dajanje žlice v mikrovalovno pečico ni nujno nevarno. Toda zakaj ravno kovina ustvarja iskre, ko je izpostavljena enemu od čudežev tehnologije sredi 20. stoletja?
Da bi odgovorili na to, moramo najprej razumeti, kako deluje mikrovalovna pečica. Mala pečica se opira na napravo, imenovano magnetron, vakuumsko cev, skozi katero teče magnetno polje. Naprava vrti elektrone okoli in proizvaja elektromagnetne valove s frekvenco 2,5 gigahercev (ali 2,5 milijarde krat na sekundo), je za Live Science povedal Aaron Slepkov, fizik z univerze Trent v Ontariou.
Za vsak material so določene frekvence, na katerih še posebej dobro absorbira svetlobo, je dodal, in 2,5 gigahercev je to frekvenca za vodo. Ker je večina stvari, ki jih jemo, napolnjena z vodo, bo ta hrana absorbirala energijo iz mikrovalov in segrevala.
Zanimivo je, da 2,5 gigaherc ni najučinkovitejša frekvenca za segrevanje vode, je dejal Slepkov. To je zato, ker je podjetje, ki je izumilo mikrovalovno pečico, Raytheon, opazilo, da so visoko učinkovite frekvence predobro pri svojem delu, je dejal. Molekule vode v zgornjem sloju nečesa, kot je juha, bi absorbirale vso toploto, zato bi samo prvih nekaj milijonov centimetrov vrelo in pustilo vodo pod kamnom hladno.
Zdaj o tisti iskreči kovini. Ko se mikrovalovi medsebojno nanašajo s kovinskim materialom, se elektroni na površini materiala strgajo naokoli, je pojasnil Slepkov. To ne povzroča težav, če je kovina gladka. Kadar pa je rob, kot pri vilicah, se lahko naboji naberejo in povzročijo visoko koncentracijo napetosti.
"Če je dovolj visok, lahko odtrga elektron iz molekule v zraku," ustvari iskrico in ionizirano (ali nabito) molekulo, je dejal Slepkov.
Ionizirani delci absorbirajo mikrovalove še močneje kot voda, tako da ko se pojavi iskra, se bo vsesalo več mikrovalov, ki ionizirajo še več molekul, tako da iskrica raste kot krogla ognja, je dejal.
Običajno se tak dogodek lahko zgodi le v kovinskem predmetu z grobimi robovi. Zato "če vzamete aluminijasto folijo in jo položite v ravno krog, morda sploh ne bo iskrila," je dejal Slepkov. "Toda če ga zdrobite v kroglico, se bo hitro iskrilo."
Medtem ko lahko te iskre povzročijo škodo v mikrovalovni pečici, bi bilo treba vsako hrano pojesti popolnoma dobro (samo v primeru, da ste resnično pozabili žlico v ovseni kaši), piše v članku Mental Floss.
Ognjeno grozdje
Kovine niso edini predmeti, ki lahko ustvarijo svetlobno predstavo v mikrovalovni pečici. Internetni videoposnetki so pokazali tudi prepolovljeno grozdje, ki ustvarja spektakularne iskre plazme, plin nabitih delcev.
Različne sutute so iskale razlago, kar je kazalo, da gre za kopičenje električnega naboja kot v kovini. Toda Slepkov in njegovi sodelavci so opravili znanstvene teste, da bi prišli do dna pojava.
"Kar smo našli, je bilo veliko bolj zapleteno in zanimivo," je dejal.
Raziskovalci so z polnjenjem krogel hidrogela - superabsorbentnega polimera, ki se uporablja v plenicah za enkratno uporabo - z vodo, najpomembnejši dejavnik ustvarjanja iskric v predmeh, podobnih grozdju. Krogle velikosti grozdja so bile ravno izvrstni koncentratorji mikrovalov, je dejal Slepkov.
Velikost grozdja je povzročila, da se je mikrovalovno sevanje zbralo znotraj drobnih plodov, kar je na koncu povzročilo dovolj energije, da bi lahko iztrgali elektron iz natrija ali kalija znotraj grozdja, je dodal in ustvaril iskrico, ki je prerasla v plazmo.
Skupina je poskus ponovila s prepelicimi jajci - ki so približno enake velikosti grozdja - najprej z naravno, rumeno notranjostjo in nato s tekočino, ki je odtekla. Z jajčki napolnjena jajca so ustvarila vroče pike, prazna pa ne, kar kaže na to, da je za posnemanje spektakla s kovino potreben voden prostor velikosti grozdja.
