'在25億次頻率微波爐中,為什麼放入葡萄和金屬品會產生火花?'

微波爐 火星 煙花 葡萄 博科園 2019-09-05
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當你不經意間把碗放在微波爐裡,按下開始鍵,突然驚慌失措,廚房裡響起了一場小型煙花表演,原來你把勺子忘在碗裡了!雖然電影可能會讓你相信這會導致一場激烈的爆炸,但事實是,把勺子放在微波爐裡並不一定是危險的。但是,在20世紀中期的科技奇蹟中,金屬究竟為什麼會產生火花呢?要回答這個問題,首先需要了解微波爐是如何工作的。這個小烤箱依靠一種叫做磁控管的設備,這是一種真空管,磁場通過它流動。

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當你不經意間把碗放在微波爐裡,按下開始鍵,突然驚慌失措,廚房裡響起了一場小型煙花表演,原來你把勺子忘在碗裡了!雖然電影可能會讓你相信這會導致一場激烈的爆炸,但事實是,把勺子放在微波爐裡並不一定是危險的。但是,在20世紀中期的科技奇蹟中,金屬究竟為什麼會產生火花呢?要回答這個問題,首先需要了解微波爐是如何工作的。這個小烤箱依靠一種叫做磁控管的設備,這是一種真空管,磁場通過它流動。

在25億次頻率微波爐中,為什麼放入葡萄和金屬品會產生火花?

該設備可以使電子旋轉,產生頻率為25千兆赫(每秒25億次)的電磁波。對於每種材料,都有特定的頻率可以很好地吸收光線,而25千兆赫恰好是水吸收光線的頻率。因為我們吃的大多數東西都充滿了水,這些食物會吸收微波的能量並加熱。

有趣的是,25千兆赫並不是水溫升高的最有效頻率,這是因為發明微波爐的研究人員注意到,在像湯這樣的東西,最上層的水分子會吸收所有熱量,所以只有百萬分之一的水分子會沸騰,而下面的水變冷。當微波與金屬材料相互作用時,材料表面的電子就會四處飛濺。

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當你不經意間把碗放在微波爐裡,按下開始鍵,突然驚慌失措,廚房裡響起了一場小型煙花表演,原來你把勺子忘在碗裡了!雖然電影可能會讓你相信這會導致一場激烈的爆炸,但事實是,把勺子放在微波爐裡並不一定是危險的。但是,在20世紀中期的科技奇蹟中,金屬究竟為什麼會產生火花呢?要回答這個問題,首先需要了解微波爐是如何工作的。這個小烤箱依靠一種叫做磁控管的設備,這是一種真空管,磁場通過它流動。

在25億次頻率微波爐中,為什麼放入葡萄和金屬品會產生火花?

該設備可以使電子旋轉,產生頻率為25千兆赫(每秒25億次)的電磁波。對於每種材料,都有特定的頻率可以很好地吸收光線,而25千兆赫恰好是水吸收光線的頻率。因為我們吃的大多數東西都充滿了水,這些食物會吸收微波的能量並加熱。

有趣的是,25千兆赫並不是水溫升高的最有效頻率,這是因為發明微波爐的研究人員注意到,在像湯這樣的東西,最上層的水分子會吸收所有熱量,所以只有百萬分之一的水分子會沸騰,而下面的水變冷。當微波與金屬材料相互作用時,材料表面的電子就會四處飛濺。

在25億次頻率微波爐中,為什麼放入葡萄和金屬品會產生火花?

如果金屬表面很光滑,這不會造成任何問題。但在有邊緣的地方,比如叉的尖處,電荷會堆積起來,導致電壓的高度集中。如果它足夠高,可以從空氣中的一個分子上“撕下”一個電子,產生一個火花和一個電離(或帶電)的分子。電離粒子比水吸收微波的能力更強,所以一旦火星出現,就會吸收更多的微波,電離更多的分子,所以火星就會像火球一樣生長,通常,只發生在邊緣粗糙的金屬物體上。這就是為什麼如果你把鋁箔紙放在一個平的圓圈裡,它可能一點火花都沒有,但如果你把它揉成一團,它就會很快發光。

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當你不經意間把碗放在微波爐裡,按下開始鍵,突然驚慌失措,廚房裡響起了一場小型煙花表演,原來你把勺子忘在碗裡了!雖然電影可能會讓你相信這會導致一場激烈的爆炸,但事實是,把勺子放在微波爐裡並不一定是危險的。但是,在20世紀中期的科技奇蹟中,金屬究竟為什麼會產生火花呢?要回答這個問題,首先需要了解微波爐是如何工作的。這個小烤箱依靠一種叫做磁控管的設備,這是一種真空管,磁場通過它流動。

在25億次頻率微波爐中,為什麼放入葡萄和金屬品會產生火花?

該設備可以使電子旋轉,產生頻率為25千兆赫(每秒25億次)的電磁波。對於每種材料,都有特定的頻率可以很好地吸收光線,而25千兆赫恰好是水吸收光線的頻率。因為我們吃的大多數東西都充滿了水,這些食物會吸收微波的能量並加熱。

有趣的是,25千兆赫並不是水溫升高的最有效頻率,這是因為發明微波爐的研究人員注意到,在像湯這樣的東西,最上層的水分子會吸收所有熱量,所以只有百萬分之一的水分子會沸騰,而下面的水變冷。當微波與金屬材料相互作用時,材料表面的電子就會四處飛濺。

在25億次頻率微波爐中,為什麼放入葡萄和金屬品會產生火花?

如果金屬表面很光滑,這不會造成任何問題。但在有邊緣的地方,比如叉的尖處,電荷會堆積起來,導致電壓的高度集中。如果它足夠高,可以從空氣中的一個分子上“撕下”一個電子,產生一個火花和一個電離(或帶電)的分子。電離粒子比水吸收微波的能力更強,所以一旦火星出現,就會吸收更多的微波,電離更多的分子,所以火星就會像火球一樣生長,通常,只發生在邊緣粗糙的金屬物體上。這就是為什麼如果你把鋁箔紙放在一個平的圓圈裡,它可能一點火花都沒有,但如果你把它揉成一團,它就會很快發光。

在25億次頻率微波爐中,為什麼放入葡萄和金屬品會產生火花?

雖然這些火花有可能對微波爐造成傷害,但任何食物都應該是完全可以吃的。金屬並不是唯一能在微波爐中產生光的物體,葡萄也會產生壯觀的等離子火花,這是一種帶電粒子的氣體。通過將水凝膠球(一種用於一次性尿布的高吸水性聚合物)充入水中,研究人員發現,幾何形狀是在葡萄狀物體中產生火花的最重要因素。葡萄大小的球體恰好是非常好的微波濃縮器。葡萄的大小導致微波輻射聚集在微小果實內部,最終產生足夠的能量,從葡萄內部的鈉或鉀中剝離出一個電子,創造出火花,併成長為等離子體。

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