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为什么葡萄会在你微波炉时产生火花

二十多年来,数百万科学好奇的观众被在线视频所吸引,这些视频显示葡萄在微波炉中闪闪发光并创造灯光秀。科学家和评论家提出的理论解释了为什么会发生这种情况,但加拿大研究人员现在已经一劳永逸地解开了这个谜团,并在PNAS杂志中报道了他们的发现。

派对技巧通常包括将葡萄切成近一半,使皮肤在一侧保持完整,然后将其放入微波炉中。几秒钟后,辐射点燃了一个热点。葡萄在中间点燃,发出一阵明亮的光或等离子。

一种流行的理论提出,产生火花的热点的出现是因为皮肤来回传导电子。

蒙特利尔康考迪亚大学的共同作者Pablo Bianucci说,葡萄的两半被认为就像一个无线电的“偶极天线”,将微波转换成穿过皮肤桥的电流。该电流最终将产生等离子体。

Bianucci及其同事Hamza Khattak和Aaron Slepkov决定使用热成像技术和计算机模拟来测试这一理论和其他理论。

他们发现即使没有皮肤桥也会发生这种效果。

“通过进一步研究该系统,我们发现皮肤不是重要的,而是葡萄就像水球一样,”Khattak解释说。

从本质上讲,这种“大块光学”效应涉及整个葡萄,而不仅仅是其表面。并且不需要电流来产生等离子体。

“由于葡萄之间的电磁场放大,产生了等离子体,”Bianucci说。这是由“被困”微波的相互作用引起的。有两个葡萄,或两个半,是关键。

进一步追求这一点,研究人员证明,热点也是由两个由水制成的葡萄大小的无皮水凝胶珠形成的。

这表明完整的皮肤只是将葡萄一半保持在一起。当两个整个珠子靠近在一起微波时,电磁积聚导致珠子彼此碰撞。

研究人员正在进一步研究这种振荡运动。“我们目前正在研究弹跳行为,如果你保持珠子接触到引力势,”Khattak说。

澳大利亚阿米代尔新英格兰大学应用物理学高级讲师斯蒂芬博西是原始偶极天线理论的倡导者之一。

这个想法建立在对称葡萄一半共振的假设上,就像传入的无线电信号一样。

“共振意味着当一个特定波长的波撞击一个正确大小的物体,使这些波整齐地适合物体内部或周围时,它会使波浪非常强烈地振荡,”他解释道。

“它就像一个风琴管 - 只有正确波长(或音高)的声音可以大声(或强烈)播放,因为它们整齐地放入器官管的长度。”

根据博西的说法,他没有参与的新论文表明,共振仍然存在 - 但比以前猜测的要简单得多。

“他们展示了两个实验和一个百年历史的光散射理论,称为'米氏理论',当两个共振葡萄(或分裂葡萄的两半)靠近在一起时,它们会以这样的方式相互干扰两半之间的差距极为激烈,“他说。

“微波强度在间隙中足够高,导致空气分子'电离' - 这意味着通常围绕空气分子中的原子轨道运行的一些电子会从其母原子中被撕掉。

“电子(负电荷)现在能够几乎完全与现在带正电的母体原子(现在称为离子)一起移动。发生这种情况的任何气体(如空气)现在被称为“等离子体”。“

该过程的结果之一是等离子体发光。

Bianucci说,加拿大研究人员对水可以使微波的不可见波长非常小这一事实很感兴趣,但它对可见光没有同样的影响。

Khattak解释说,材料影响光的方式取决于光的波长,这就是你得到彩虹的原因。

“如果我们能找到一种可以减少光波长的材料,就像水对微波波长的影响一样,我们可以缩小所有这些以获得非常小的光点,”他沉思道。

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