作者bulls0722 (asdf)
看板Physics
标题[新闻]
时间Thu Feb 28 02:01:40 2019
为什麽微波葡萄会爆火花?物理学家终於确认其中机制
https://ccc.technews.tw/2019/02/25/grapes-spark-microwave-flash-plasma/
你可能在 YouTube 上看过这道实验:将葡萄对切到底,但留着一层葡萄皮不能断,接着
放进微波炉中微波,约 5 秒葡萄就会爆发刺眼闪光,也就是电浆。这道景象让人困惑了
20 多年,现在,一个由 3 位物理学家组成的团队终於弄明白其中机制。
葡萄微波冒火花的奇景在网路上有各种见解,但没有一个结论基於正式研究。一种常见解
释为:切成两半的葡萄就像是无线电通讯中的偶极天线(Dipole antenna),而葡萄皮是
一座富含离子的「桥」,微波将葡萄果肉中的分子解离成带电离子,并透过「桥」来回流
动,随着能量积累,离子开始试图直接越过桥、透过空气跳到另一边,导致空气激发为明
亮的电浆态,也就是你看见的火花。
为了验证这个假设是否正确,物理学家 Aaron Slepkov、Pablo Bianucci、Hamza
Khattak 组成的团队烧了 12 台微波炉和无数颗葡萄,终於得出结论:葡萄皮、葡萄皮桥
都不是激发电浆的必要条件,由葡萄尺寸衍生的电波共振机制才是重点。
实验中,两颗完整未切的葡萄只要相距不超过 3 公厘,也会有电浆闪光喷发,透过热成
像仪数据与电脑模拟,研究人员发现两颗葡萄之间产生非常小的「热点」,来自电磁能量
的积累。
由於葡萄的直径刚好与微波炉的微波波长差不多,导致电磁波於两颗葡萄之间的微小空间
来回反弹,电波的共振运动逐渐形成一个强大电磁场,最终导致周围气体跃升至电浆态。
任何跟葡萄大小差不多、富含水分的东西都能在微波炉中激发此电浆闪光现象,研究人员
拿了鹌鹑蛋、醋栗、黑莓,甚至水凝胶验证,皆观测到类似火花。
生活处处是科学,科学家终於用物理解决了一道悬而未决的趣味现象,且研究结果也经过
同行评审。新论文发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)。
https://www.pnas.org/content/early/2019/02/13/1818350116
https://www.youtube.com/watch?v=M56HtZwONaE
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