當(dāng)你不經(jīng)意間把碗放在微波爐里，按下開始鍵，突然驚慌失措，廚房里響起了一場(chǎng)小型煙花表演，原來(lái)你把勺子忘在碗里了！雖然電影可能會(huì)讓你相信這會(huì)導(dǎo)致一場(chǎng)激烈的爆炸，但事實(shí)是，把勺子放在微波爐里并不一定是危險(xiǎn)的。

但是，在20世紀(jì)中期的科技奇跡中，金屬究竟為什么會(huì)產(chǎn)生火花呢？要回答這個(gè)問題，首先需要了解微波爐是如何工作的。這個(gè)小烤箱依靠一種叫做磁控管的設(shè)備，這是一種真空管，磁場(chǎng)通過它流動(dòng)。

該設(shè)備可以使電子旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生頻率為25千兆赫(每秒25億次)的電磁波。對(duì)于每種材料，都有特定的頻率可以很好地吸收光線，而25千兆赫恰好是水吸收光線的頻率。因?yàn)槲覀兂缘拇蠖鄶?shù)東西都充滿了水，這些食物會(huì)吸收微波的能量并加熱。有趣的是，25千兆赫并不是水溫升高的最有效頻率，這是因?yàn)榘l(fā)明微波爐的研究人員注意到，在像湯這樣的東西，最上層的水分子會(huì)吸收所有熱量，所以只有百萬(wàn)分之一的水分子會(huì)沸騰，而下面的水變冷。當(dāng)微波與金屬材料相互作用時(shí)，材料表面的電子就會(huì)四處飛濺。

如果金屬表面很光滑，這不會(huì)造成任何問題。但在有邊緣的地方，比如叉的尖處，電荷會(huì)堆積起來(lái)，導(dǎo)致電壓的高度集中。如果它足夠高，可以從空氣中的一個(gè)分子上“撕下”一個(gè)電子，產(chǎn)生一個(gè)火花和一個(gè)電離(或帶電)的分子。電離粒子比水吸收微波的能力更強(qiáng)，所以一旦火星出現(xiàn)，就會(huì)吸收更多的微波，電離更多的分子，所以火星就會(huì)像火球一樣生長(zhǎng)，通常，只發(fā)生在邊緣粗糙的金屬物體上。這就是為什么如果你把鋁箔紙放在一個(gè)平的圓圈里，它可能一點(diǎn)火花都沒有，但如果你把它揉成一團(tuán)，它就會(huì)很快發(fā)光。

雖然這些火花有可能對(duì)微波爐造成傷害，但任何食物都應(yīng)該是完全可以吃的。金屬并不是唯一能在微波爐中產(chǎn)生光的物體，葡萄也會(huì)產(chǎn)生壯觀的等離子火花，這是一種帶電粒子的氣體。通過將水凝膠球(一種用于一次性尿布的高吸水性聚合物)充入水中，研究人員發(fā)現(xiàn)，幾何形狀是在葡萄狀物體中產(chǎn)生火花的最重要因素。葡萄大小的球體恰好是非常好的微波濃縮器。葡萄的大小導(dǎo)致微波輻射聚集在微小果實(shí)內(nèi)部，最終產(chǎn)生足夠的能量，從葡萄內(nèi)部的鈉或鉀中剝離出一個(gè)電子，創(chuàng)造出火花，并成長(zhǎng)為等離子體。

博科園｜文：Adam Mann/Live Science

博科園｜科學(xué)、科技、科研、科普

關(guān)注【博科園】看更多大美宇宙科學(xué)哦