為什麼微波葡萄會爆火花?物理學家終於確認其中機制

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 25 日 9:56 | 分類 科技趣聞 , 網路趣聞 , 自然科學 follow us in feedly

你可能在 YouTube 上看過這道實驗:將葡萄對切到底,但留著一層葡萄皮不能斷,接著放進微波爐中微波,約 5 秒葡萄就會爆發刺眼閃光,也就是電漿。這道景象讓人困惑了 20 多年,現在,一個由 3 位物理學家組成的團隊終於弄明白其中機制。

葡萄微波冒火花的奇景在網路上有各種見解,但沒有一個結論基於正式研究。一種常見解釋為:切成兩半的葡萄就像是無線電通訊中的偶極天線(Dipole antenna),而葡萄皮是一座富含離子的「橋」,微波將葡萄果肉中的分子解離成帶電離子,並透過「橋」來回流動,隨著能量積累,離子開始試圖直接越過橋、透過空氣跳到另一邊,導致空氣激發為明亮的電漿態,也就是你看見的火花。

為了驗證這個假設是否正確,物理學家 Aaron Slepkov、Pablo Bianucci、Hamza Khattak 組成的團隊燒了 12 台微波爐和無數顆葡萄,終於得出結論:葡萄皮、葡萄皮橋都不是激發電漿的必要條件,由葡萄尺寸衍生的電波共振機制才是重點。

實驗中,兩顆完整未切的葡萄只要相距不超過 3 公厘,也會有電漿閃光噴發,透過熱成像儀數據與電腦模擬,研究人員發現兩顆葡萄之間產生非常小的「熱點」,來自電磁能量的積累。

由於葡萄的直徑剛好與微波爐的微波波長差不多,導致電磁波於兩顆葡萄之間的微小空間來回反彈,電波的共振運動逐漸形成一個強大電磁場,最終導致周圍氣體躍升至電漿態。

任何跟葡萄大小差不多、富含水分的東西都能在微波爐中激發此電漿閃光現象,研究人員拿了鵪鶉蛋、醋栗、黑莓,甚至水凝膠驗證,皆觀測到類似火花。

生活處處是科學,科學家終於用物理解決了一道懸而未決的趣味現象,且研究結果也經過同行評審。新論文發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)。

※為安全起見,如沒必要請勿嘗試微波葡萄。

(首圖來源:論文影片截圖)

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