04.01 微波爐+葡萄=人造太陽


微波爐+葡萄=人造太陽


兩顆臨近葡萄在微波爐中產生火花。圖片來源:《國家科學院院刊》

曾幾何時,葡萄成了YouTube上的“大明星”。在大量的視頻中,“廚房科學家”把一顆葡萄切成兩半,只留下連接兩邊的一小塊皮,然後把它放進微波爐。幾秒鐘後,火花迸發。現在,物理學家認為他們知道了“火花四射”的原因。

常見的解釋是:水分過多的葡萄會阻礙微波爐發出的能量波,因為微波的波長和葡萄的直徑差不多。這些能量開始為葡萄內部的電解質充電,然後電解質從葡萄的一半流向另一半。這裡,連在一起的葡萄皮充當了電線,並在電流流過時獲得能量。

電流很快通過葡萄皮,導致帶電荷的電解質試圖從葡萄的一半跳到另一半,並將周圍的空氣增壓為明亮的等離子體耀斑——與構成太陽射線和熒光燈燈光的物質的發光狀態相同。

早些時候,科學家就發現,只要葡萄之間的距離保持在3毫米以內,一對葡萄也可以產生等離子體。研究人員說,如果葡萄可以在不帶皮的情況下產生等離子體,那麼所需能量必須以另一種方式積累。

為了驗證相關假設,研究人員將葡萄放入微波爐中,並用熱相機拍下了微波爐內部變化。

熱照相機視頻顯示,葡萄之間有一個熱點,這是由於電磁能量的積累,而非來自葡萄內部(有人預測能量源於葡萄內部)。這讓物理學家得出了一個新的解釋:當兩顆葡萄在微波中靠得很近時,所吸收的波在它們之間的微小空間中來回彈跳,並形成一個越來越強大的電磁場。

研究人員近日在美國《國家科學院院刊》上發表報告稱,這一過程會持續下去,直到電磁場變得十分強大,以至於它會給附近的電解質增壓,這些電解質隨後會在熾熱等離子體的短暫爆炸中噴射出來。

除了會損壞微波爐,研究人員稱,如果使用合適的材料,他們的發現有一天可以擴展到捕捉和集中可見光波長,用於納米顯微鏡。


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