إنه الصباح الباكر وتحول انتباهك الغامض إلى مساعدة دقيق الشوفان الفوري. أنت تضع الوعاء في الميكروويف ، وتضغط على زر البداية وتندهش فجأة مع أداء الألعاب النارية الصغيرة في مطبخك. الملعقة - لقد نسيت الملعقة في الوعاء!
في حين أن الأفلام قد تعتقد أن هذا السيناريو الكهربائي يمكن أن يؤدي إلى انفجار ناري ، فإن الحقيقة هي أن وضع ملعقة في الميكروويف ليس بالضرورة خطيرًا. لكن لماذا يولد المعدن شرارات بالضبط عندما يتعرض لإحدى معجزات تقنية منتصف القرن العشرين؟
للإجابة على ذلك ، نحتاج أولاً إلى فهم كيفية عمل الميكروويف. يعتمد الفرن الصغير على جهاز يسمى مغنطرون ، وهو أنبوب مفرغ يتم من خلاله تدفق المجال المغناطيسي. وقال الفيزيائي في جامعة ترينت في أونتاريو آرون سليبكوف لـ Live Science إن الجهاز يدور الإلكترونات حولها وينتج موجات كهرومغناطيسية بتردد 2.5 غيغاهرتز (أو 2.5 مليار مرة في الثانية).
لكل مادة ، هناك ترددات معينة تمتص الضوء عندها بشكل جيد ، وأضاف ، و 2.5 جيجا هرتز هو هذا التردد للمياه. نظرًا لأن معظم الأشياء التي نتناولها مليئة بالماء ، فإن هذه الأطعمة تمتص الطاقة من الموجات الدقيقة وتسخن.
وقال سليبكوف ، من المثير للاهتمام ، أن 2.5 غيغاهرتز ليست التردد الأكثر فعالية لتسخين المياه. ذلك لأن الشركة التي اخترعت الميكروويف ، Raytheon ، لاحظت أن الترددات عالية الكفاءة كانت جيدة للغاية في وظيفتها ، كما أشار. جزيئات الماء في الطبقة العلوية من شيء مثل الحساء تمتص كل الحرارة ، لذا فإن الأجزاء القليلة الأولى من البوصة فقط تغلي وتترك الماء تحت الحجر البارد.
الآن ، حول ذلك المعدن المثير. وأوضح سليبكوف أنه عندما تتفاعل الموجات الدقيقة مع مادة معدنية ، فإن الإلكترونات الموجودة على سطح المادة تنحرف حولها. هذا لا يسبب أي مشاكل إذا كان المعدن سلسًا في كل مكان. ولكن عندما تكون هناك حافة ، مثل أسنان شوكة ، يمكن أن تتراكم الشحنات وتؤدي إلى تركيز عالي للجهد.
وقال سليبكوف: "إذا كانت عالية بما فيه الكفاية ، يمكنها أن تمزق إلكترونًا من جزيء في الهواء" ، مما يخلق شرارة وجزيءًا مؤينًا (أو مشحونًا).
الجسيمات المؤينة تمتص الموجات الدقيقة بقوة أكبر مما تفعله المياه ، لذلك بمجرد ظهور الشرارة ، سيتم امتصاص المزيد من الموجات الدقيقة ، مما يؤين المزيد من الجزيئات بحيث تنمو الشرارة مثل كرة النار.
عادة ، يمكن أن يحدث مثل هذا الحدث فقط في جسم معدني ذي حواف خشنة. هذا هو السبب في أنه "إذا أخذت ورق الألمنيوم ووضعته في دائرة مسطحة ، فقد لا يتألق على الإطلاق" ، قال سليبكوف. "ولكن إذا قمت بتكسيرها في كرة ، فإنها ستندلع بسرعة".
في حين أن هذه الشرارات لديها القدرة على إلحاق الضرر بفرن الميكروويف ، فإن أي طعام يجب أن يكون جيدًا تمامًا لتناوله بعد ذلك (فقط في حالة نسيان هذه الملعقة في دقيق الشوفان الخاص بك) ، وفقًا لمقال من Mental Floss.
العنب الناري
المعادن ليست هي الأشياء الوحيدة التي يمكنها توليد عرض ضوئي في الميكروويف. أظهرت مقاطع الفيديو الفيروسية على الإنترنت أيضًا عنبًا نصفين ينتج شرارات مذهلة من البلازما ، وهو غاز من الجسيمات المشحونة.
بحث العديد من الأشخاص عن تفسير ، مما يشير إلى أن الأمر يتعلق بتراكم الشحنة الكهربائية كما هو الحال في المعدن. لكن سليبكوف وزملاؤه أجروا اختبارات علمية للوصول إلى قاع هذه الظاهرة.
وقال "ما وجدناه كان أكثر تعقيدا وإثارة للاهتمام".
من خلال ملء كريات هيدروجيل - بوليمر فائق الامتصاص يستخدم في حفاضات يمكن التخلص منها - بالماء ، تعلم الباحثون أن الهندسة كانت أهم عامل في توليد شرارات في أجسام تشبه العنب. وقال سليبكوف إن المجالات ذات حجم العنب كانت مجرد مكثفات ممتازة بشكل خاص للموجات الدقيقة.
وأضاف أن حجم العنب تسبب في تكدس إشعاع الميكروويف داخل الثمار الصغيرة ، مما أدى في النهاية إلى طاقة كافية لتمزيق إلكترون من الصوديوم أو البوتاسيوم داخل العنب ، مما خلق شرارة نمت إلى بلازما.
كرر الفريق التجربة مع بيض السمان - وهو تقريبًا نفس حجم العنب - أولاً مع تصميماته الداخلية الطبيعية ، وبعد ذلك مع تصريف السائل. ولّد البيض المليء بالزغب نقاطًا ساخنة ، بينما لم ينتج البيض الفارغ ، مما يشير إلى أن تقليد مشهد تألق المعادن يتطلب غرفة مائيّة بحجم العنب.
