Rano je jutro i pažnja vašeg mutnih očiju pretvorila se u pomoć instant ovsenoj kaši. Stavite zdjelu u mikrovalnu, pritisnete tipku za pokretanje i odjednom zavladate panika jer mini izvedba vatrometa odlazi u vašu kuhinju. Žlica - žlicu ste zaboravili u zdjeli!
Iako bi u filmovima mogli vjerovati da ovaj električni scenarij može dovesti do žestoke eksplozije, istina je da stavljanje žlice u mikrovalnu nije nužno opasno. Ali zašto metal ustvari iskre kada se podvrgne jednom od čuda tehnologije sredinom 20. stoljeća?
Da bismo odgovorili na to, prvo moramo razumjeti kako radi mikrovalna pećnica. Mala se pećnica oslanja na uređaj nazvan magnetron, vakuumsku cijev kroz koju se stvara magnetsko polje. Uređaj vrti elektrone naokolo i proizvodi elektromagnetske valove s frekvencijom 2,5 gigaherca (ili 2,5 milijardi puta u sekundi), rekao je Aaron Slepkov, fizičar sa Sveučilišta Trent u Ontariou.
Za svaki materijal postoje određene frekvencije na kojima on posebno dobro apsorbira svjetlost, dodao je, a čini se da je 2,5 gigaherca ta frekvencija vode. Budući da je većina stvari koje jedemo punjena vodom, ta hrana će apsorbirati energiju iz mikrotalasa i zagrijavati se.
Zanimljivo je da 2,5 gigaherca nije najučinkovitija frekvencija za zagrijavanje vode, rekao je Slepkov. To je zato što je tvrtka koja je izumila mikrovalnu pećnicu, Raytheon, primijetila da su visoko učinkovite frekvencije previše dobre u svom poslu, primijetio je. Molekule vode u gornjem sloju nečega poput juhe apsorbirale bi svu toplinu, tako da bi samo prvih nekoliko milijuna inča ključalo i vodu ispod kamena ostavilo hladnom.
Sad, o onom iskrećem metalu. Kada mikrovalne pećnice stupaju u interakciju s metalnim materijalom, elektroni se na površini materijala sruše okolo, objasnio je Slepkov. To ne uzrokuje probleme ako je metal gladak po cijeloj površini. Ali tamo gdje je rub, poput zubaca vilice, naboji se mogu skupiti i rezultirati velikom koncentracijom napona.
"Ako je dovoljno visok, može kidati elektron iz molekule u zraku", stvarajući iskru i ioniziranu (ili napunjenu) molekulu, rekao je Slepkov.
Ionizirane čestice apsorbiraju mikrovalne peći još jače nego voda, tako da će se, nakon što se pojavi iskra, usisati više mikrovalne pećnice, ionizirati još više molekula tako da iskra raste poput vatrene kugle, rekao je.
Obično se takav događaj može dogoditi samo u metalnom predmetu s hrapavim rubovima. Zato "ako uzmete aluminijsku foliju i stavite je u ravan krug, ona se možda uopće neće iskriviti", rekao je Slepkov. "Ali ako je zgužvate u kuglu, ona će se brzo rasprsnuti."
Iako ove iskre mogu naštetiti mikrovalnoj pećnici, bilo kakva hrana trebala bi biti jela nakon toga (za slučaj da ste zaista zaboravili tu žlicu u svojoj zobene kaše), navodi se u članku iz Mental Floss-a.
Vatreno grožđe
Metali nisu jedini objekti koji mogu stvoriti svjetlosni show u mikrovalnoj pećnici. Viralni internetski videozapisi također su pokazali prepolovljeno grožđe koje proizvodi spektakularne iskre plazme, plin nabijenih čestica.
Različiti suhuti tragali su za objašnjenjem, sugerirajući da je to povezano sa nakupljanjem električnog naboja poput metala. Ali Slepkov i njegovi kolege proveli su znanstvena ispitivanja kako bi došli do dna fenomena.
"Ono što smo pronašli bilo je mnogo složenije i zanimljivije", rekao je.
Napunom kuglica hidrogela - superabsorbentnog polimera koji se koristi u pelenama za jednokratnu upotrebu - istraživači su saznali da je geometrija najvažniji faktor u stvaranju iskre u objektima sličnim grožđu. Kugle veličine grožđa upravo su postale osobito izvrsni koncentratori mikrotalasa, rekao je Slepkov.
Veličina grožđa uzrokovala je da se mikrovalno zračenje nakupilo u sitnim plodovima, što je na kraju imalo dovoljno energije za cijepanje elektrona iz natrija ili kalija unutar grožđa, dodao je, stvarajući iskru koja je prerasla u plazmu.
Tim je ponovio eksperiment s prepelicama, koja su otprilike iste veličine kao i grožđe - najprije sa svojim prirodnim, žumančastim unutrašnjostima, a zatim s izlučenom tekućinom. Jaja ispunjena jajima stvarala su vruće točkice, a prazne ne, što ukazuje na to da oponašanje spektakla iskrećeg metala zahtijeva vodenu komoru veličine grožđa.
