מדוע ניצוץ מתכת במיקרוגל?

הנה הסיבה לכך שמתכות מיקרוגל יכולות להצית מופע קל.

השעה מוקדמת בבוקר ותשומת ליבך המטושטשת פנתה לעזרת שיבולת שועל מיידית. אתה מכניס את הקערה למיקרוגל, לוחץ על כפתור ההתחלה ופתאום נבהל כשמיצג זיקוקים זולג במטבח שלך. הכף – שכחת את הכף בקערה!

בעוד שסרטים עשויים להאמין שתרחיש חשמלי זה יכול להוביל לפיצוץ עז, האמת היא שהנחת כף במיקרוגל אינה בהכרח מסוכנת. אך מדוע בדיוק מתכת מולידה ניצוצות כאשר היא נתונה לאחד הניסים הטכנולוגיים של אמצע המאה העשרים?

כדי לענות על כך עלינו להבין תחילה כיצד פועל מיקרוגל. התנור הקטן מסתמך על מכשיר שנקרא מגנטרון, צינור ואקום שדרכו מגורר שדה מגנטי לזרום. המכשיר מסתובב אלקטרונים ומייצר גלים אלקטרומגנטיים בתדירות של 2.5 גיגה הרץ (או 2.5 מיליארד פעמים בשנייה), אמר ארון סלפקוב, פיזיקאי מאוניברסיטת טרנט באונטריו, ל- Live Science.

לכל חומר יש תדרים מסוימים שבהם הוא סופג אור טוב במיוחד, הוסיף, ו -2.5 גיגה הרץ הוא התדר הזה למים. מכיוון שרוב הדברים שאנו אוכלים מלאים במים, אותם מזונות יספגו אנרגיה מהמיקרונים ויחממו.

מעניין לציין כי 2.5 ג’יגה הרץ אינו התדר היעיל ביותר להתחממות מים, אמר סלפקוב. הסיבה לכך היא שהחברה שהמציאה את המיקרוגל, רייתיאון, הבחינה שהתדרים היעילים ביותר היו טובים מדי בעבודתם, הוא ציין. מולקולות מים בשכבה העליונה של משהו כמו מרק יספגו את כל החום, כך שרק המיליונים הראשונים של סנטימטר היו רותחים ומשאירים את המים מתחת לאבן קרים.

עכשיו, בערך המתכת הנוצצת הזו. כשמיקרוגלים מקיימים אינטראקציה עם חומר מתכתי, האלקטרונים על פני החומר משתלשלים, הסביר סלפקוב. זה לא גורם לבעיות אם המתכת חלקה בכל חלקה. אך במקום שיש קצה, כמו בפינות מזלג, המטענים יכולים להיערם ולגרום לריכוז מתח גבוה.

סלפוב אמר כי “אם הוא מספיק גבוה, הוא יכול לקרוע אלקטרונים ממולקולה באוויר.” נוצר ניצוץ ומולקולה מיוננת (או טעונה).

חלקיקים מיוננים סופגים מיקרוגלים עוד יותר חזק מאשר מים, כך שברגע שיופיע ניצוץ, מיקרונים נוספים יישאבו פנימה, ייננו עוד יותר מולקולות כך שהניצוץ יגדל כמו כדור אש, אמר.

בדרך כלל אירוע כזה יכול להתרחש רק בחפץ מתכת עם קצוות מחוספסים. לכן “אם לוקחים נייר אלומיניום ומכניסים אותו למעגל שטוח, הוא עלול לא להצית בכלל”, אמר סלפקוב. “אבל אם תקרס אותו לכדור, הוא ינצץ במהירות.”

למרות שלניצוצות אלה יש פוטנציאל לגרום נזק לתנור המיקרוגל, כל מזון צריך להיות בסדר להפליא לאכילה אחר כך (למקרה ששכחת באמת את הכף הזו בשיבולת שועל שלך), על פי מאמר של Mental Floss.

ענבים לוהטים

מתכות אינן העצמים היחידים שיכולים להראות מופע אור במיקרוגל. סרטוני אינטרנט ויראליים הראו גם ענבים חצובים המפיקים ניצוצות פלזמה מרהיבים, גז של חלקיקים טעונים.

רופאים שונים חיפשו הסבר, והציעו שזה קשור להצטברות מטען חשמלי כמו במתכת. אולם סלפקוב ועמיתיו ערכו בדיקות מדעיות כדי לרדת לעומק התופעה.

“מה שמצאנו היה הרבה יותר מסובך ומעניין,” אמר.

על ידי מילוי כדורי הידרוג’ל – פולימר סופג סופג המשמש בחיתולים חד פעמיים – במים, החוקרים למדו שגיאומטריה היא הגורם החשוב ביותר בייצור ניצוצות בחפצים דמויי ענבים. סלפובוב, למשל, היה כמעט מרוכז במיוחד של מיקרוגלים.

גודל הענבים גרם לקרינת המיקרוגל לצבור בתוך הפירות הזעירים, ובסופו של דבר הביא למספיק אנרגיה לקרוע אלקטרונים מנותר או אשלגן בתוך הענב, הוסיף ויצר ניצוץ שצמח לפלזמה.

הצוות חזר על הניסוי עם ביצי שליו – שגודלן זהה לגודל הענבים – תחילה עם הפנים הטבעיות והחלמוניות שלהם ואחר כך עם הנוזל שנקז. הביצים מלאות הגו יצרו נקודות חמות, בעוד שהריקות לא עשו זאת, מה שמעיד כי חיקוי המחזה הנוצץ ממתכת נדרש תא מים מימי ענבים.

Leave a Comment