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葡萄用微波炉加热会发炉产生电浆?这是怎么发生的

来源:奇闻网 更新时间:2019-03-06 23:07

世界上有两件极为深奥的事:第一,为什么一颗葡萄剖一半只留一点皮相连,在微波炉中加热竟会迸出火花“发炉”?在 Youtube 里就有一堆这样的影片。第二,我和他都天天挂在YouTube上,怎么我搞得论文写不出来,但他能从中找到灵感还登在顶级科学期刊上?

加拿大特伦特大学(Trent University)天文物理系的 Dr. Aaron Slepkov 年轻时在网路上看到这个葡萄发炉的“小把戏”感到非常好奇,后来担任教职后还在閒暇之馀与大学部学生一同研究,想不到花了五年时间和几代的学生竟然真的找出原因,把结果发表在PNAS上,第一作者今年大四。

葡萄用微波炉加热会发炉产生电浆?这是怎么发生的


假如你不知道我在说什么,看了下面的影片,也可以自己到 YouTube 搜寻 “microwave grape” 就知道了。

微波炉是用 2.45 GHz 的微波加热,在空气中波长约 12.2 公分,但微波在葡萄中的折射率约是 10,所以波长约是空气中的 1/10,正好是葡萄的大小,结果微波就容易在葡萄中产生共振而累积能量,测量显示因为驻波的关系葡萄的中心特别热。

葡萄用微波炉加热会发炉产生电浆?这是怎么发生的

三张照片从左到右:(A) 切两半的葡萄、(B) 两颗完整葡萄、(C)两颗泡盐水的水胶球。三者都会爆出电浆。

但是当两半的葡萄接触,电场就集中在接触点,把葡萄里丰富的钾打成发光的电浆,就是影片里看到的火花(并不是真的火)。图中的三张照片从左到右:切两半的葡萄、两颗完整葡萄、两颗泡盐水的水胶球,都会爆出电浆。下面的图是电浆里的质谱分析,可以推断葡萄的电浆是由里面的钾离子导致的,与铝箔在微波炉里产生的电浆成分截然不同。在泡盐水的水胶球中,钾离子的角色则由钠离子取代。

切两半的葡萄和两颗接触的完整葡萄都可以产生电浆。切两半带皮的葡萄成功率较大,因为它不易滚动又能确保连结。

葡萄电浆不但是个很酷的 party trick,而且它告诉我们可以利用电磁波在球体中的共振,把能量集中于比波长更小的尺度里,比如~应用在光刻上,或可把半导体元件做得远比紫外线波长更小……。

我知道你的下个问题是什么:这可不可以在家试?

回答这个问题有点困难,要看你捅出娄子会不会吿我们。只好套 Dr. Slepkov 在接受记者访问时的话:他的学校在他受访前建议他不要回答这问题,但他的确在自己的家里玩过。

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