更新时间:2025-05-16 21:28作者:佚名
首先,不要问为什么有人可以在微波炉中“叮叮”葡萄。但这确实是一种“冷知识”,不太冷:将新鲜的葡萄放在一半中并在微波炉中加热,您很快就会看到一场令人眼花azz乱的火,在严重的情况下,它甚至会爆炸整个微波炉。
许多视频可以在互联网上找到,一些博客作者甚至总结了“技术点”:切割葡萄时,不能完全切断它们,但必须保持皮肤的粘附。
可以肯定的是,这种耀眼的光是血浆产生的。等离子体是一种因电离和部分损失电子而形成的电离气体样物质。它通常被视为固体,液体和气体以外的第四个状态。

尽管这个名字是抽象的,但是当我们谈论太阳和闪电时,我们可能对等离子体能量有直观的理解。在诸如荧光灯和计算机芯片之类的日常必需品中,人造等离子体也起着重要作用。
就葡萄而言,富含它们的钠和钾在强的电磁场中被电离。但是,这种强的电磁场如何发生呢?有人认为,葡萄的两个花瓣就像无线电上的一对偶极天线一样,角质层皮肤是潮湿且导电的,它是桥梁。是真的吗?
很棒的水球
加拿大特伦特大学物理系的Aaron D. Slepkov和Hamza K. Khattak和Concordia University的Pablo Bianucci开始领导。他们使用慢动作来分析撞击微波炉的葡萄时的时刻,发现爆炸不是出现在湿的开口处,而是在表皮的连接处出现。
他们得出的结论是,所谓的“桥”是潮湿的还是导电的,只有两个球形物体需要保持近距离。这还解释了两个完整的葡萄也将在微波炉中爆炸。
但是,并非所有的球都会被猛击。水是关键因素。在微波炉的频带中,水的介电常数相对较大,即,微波的吸收率很小,这可能会导致大量的微波捕获。两个水球形成一个谐振腔,例如陷阱,将各自的捕获的微波叠加在交界处。通常,这是只有金属纳米结构才能完成的任务。这将葡萄中的钾和钠元素电离,形成高温等离子体。
为了与血浆共振腔的形成无关,葡萄的其他内部成分和静脉,研究人员使用纯净水使两个与葡萄大小相似的水凝胶珠,将其浸入氯化钠溶液中,以短时间浸泡并将其放入微层。果然,也发生了“爆炸”。
有趣的是,这两个珠子暴露于微波辐射后几次弹跳。目前,这个好奇的研究团队仍在试图解释这一振荡。
鹌鹑蛋实验
较大的“水球”(例如西红柿)不太可能威胁到您的厨房。 Slepkov,Khattak和Bianucci发现,只有在尺寸仅限于某个范围时,才能在两个球的交界处出现短暂的热点浓度。
微波炉的原理是食物中的极性分子被微波振荡并加热。因此,当实际使用微波炉时,我们会发现食物不会正常地从外部到内部变热,而是开始从内部加热。
这也是鸡蛋也在“微波黑名单”上的原因。鸡蛋内部的蛋黄将首先过热,猛烈地扩展到蛋壳的轴承范围之外,然后立即破裂。
在下图中,研究团队对微波炉中的两种水凝胶珠进行了热成像分析。直径为1.6厘米的两个水凝胶珠在连接处的明显热斑中出现,而直径为4.5厘米的两个水凝胶珠在几个散射的热点中出现,分别位于两个水珠的连接处和内部中心。
由于热成像仪依赖于物体内部的吸收效果,因此它对物体外部的热场分布不敏感。为了更严格地确定只有两个葡萄的交界处有一个热点,Slepkov,Khattak和Bianucci提出了一个新想法。
现在,在经历了一系列已切成两半的扔掉的葡萄,实时爆炸和体温测量之后,他们还必须享受“包裹在葡萄周围的纸条”的处理:研究人员使用热感应条围绕葡萄围绕着葡萄,一旦温度超过了threshold,就会出现在毛刺上,黑色斑点就会出现在纸上。
果然,加热1到3秒后,在交出的两条条上出现了一个透明的黑点。
他们甚至“疯狂”将两个鹌鹑蛋拖到水中,用热纸条包裹它们,并使其相同,而连接处的黑点也出现了。
然后用针刺入蛋壳中的一个小孔,清除鸡蛋液体,加热空蛋壳,而黑点没有出现。
用水补充空蛋壳,黑点再次出现.
现在,Slepkov,Khattak和Bianucci最终令人满意地消除了表面电导率和内部结构的因素,并总结了微波炉可以击中哪种事物:球形,主要是水,不太大,并且足够接近。
好消息是,这些葡萄和鹌鹑蛋并未徒劳地牺牲。 Slepkov,Khattak和Bianucci的论文《葡萄等离子体起源于水性二聚物形成的微波共振》最近发表在《顶级学术期刊》 《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
他们认为,受葡萄等离子体的启发,可以用水来探索微波带作为迷你砂桌的独特谐振几何形状。将来可能的应用包括被动全向无线天线,超分辨率微波炉成像等。