Es ist früher Morgen und Ihre Aufmerksamkeit mit trüben Augen hat sich auf eine Portion Haferflocken ausgewirkt. Sie stellen die Schüssel in die Mikrowelle, drücken den Startknopf und geraten plötzlich in Panik, als in Ihrer Küche ein Mini-Feuerwerk stattfindet. Der Löffel - du hast den Löffel in der Schüssel vergessen!
Während Filme Sie vielleicht glauben lassen, dass dieses elektrische Szenario zu einer feurigen Explosion führen kann, ist die Wahrheit, dass das Einlegen eines Löffels in die Mikrowelle nicht unbedingt gefährlich ist. Aber warum genau erzeugt Metall Funken, wenn es einem der Wunder der Technologie der Mitte des 20. Jahrhunderts ausgesetzt wird?
Um das zu beantworten, müssen wir zuerst verstehen, wie eine Mikrowelle funktioniert. Der kleine Ofen basiert auf einem Gerät namens Magnetron, einer Vakuumröhre, durch die ein Magnetfeld fließt. Das Gerät dreht Elektronen herum und erzeugt elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 2,5 Gigahertz (oder 2,5 Milliarden Mal pro Sekunde), sagte Aaron Slepkov, Physiker an der Trent University in Ontario, gegenüber Live Science.
Für jedes Material gibt es bestimmte Frequenzen, bei denen es Licht besonders gut absorbiert, fügte er hinzu, und 2,5 Gigahertz sind zufällig diese Frequenz für Wasser. Da die meisten Dinge, die wir essen, mit Wasser gefüllt sind, absorbieren diese Lebensmittel Energie aus den Mikrowellen und erwärmen sich.
Interessanterweise sind 2,5 Gigahertz nicht die effizienteste Frequenz zum Erwärmen von Wasser, sagte Slepkov. Das liegt daran, dass das Unternehmen, das die Mikrowelle erfunden hat, Raytheon, bemerkte, dass die hocheffizienten Frequenzen bei ihrer Arbeit zu gut waren, bemerkte er. Wassermoleküle in der obersten Schicht einer Suppe würden die gesamte Wärme absorbieren, sodass nur die ersten Millionstel Zoll kochen und das Wasser unter eiskaltem Wasser lassen würden.
Nun zu diesem funkelnden Metall. Wenn Mikrowellen mit einem metallischen Material interagieren, schwappen die Elektronen auf der Materialoberfläche herum, erklärte Slepkov. Dies verursacht keine Probleme, wenn das Metall überall glatt ist. Aber wo es eine Kante gibt, wie an den Zinken einer Gabel, können sich die Ladungen häufen und zu einer hohen Spannungskonzentration führen.
"Wenn es hoch genug ist, kann es ein Elektron von einem Molekül in der Luft abreißen", sagte Slepkov, der einen Funken und ein ionisiertes (oder geladenes) Molekül erzeugt.
Ionisierte Partikel absorbieren Mikrowellen noch stärker als Wasser. Sobald ein Funke auftritt, werden mehr Mikrowellen angesaugt und ionisieren noch mehr Moleküle, so dass der Funke wie ein Feuerball wächst, sagte er.
Normalerweise kann ein solches Ereignis nur bei einem Metallobjekt mit rauen Kanten auftreten. Deshalb "wenn Sie Aluminiumfolie nehmen und sie in einen flachen Kreis legen, kann es sein, dass sie überhaupt nicht funkelt", sagte Slepkov. "Aber wenn du es zu einer Kugel zerknüllst, wird es schnell funken."
Während diese Funken das Potenzial haben, den Mikrowellenherd zu schädigen, sollten alle Lebensmittel nach einem Artikel von Mental Floss perfekt in Ordnung sein (nur für den Fall, dass Sie diesen Löffel in Ihrem Haferflocken wirklich vergessen haben).
Feurige Trauben
Metalle sind nicht die einzigen Objekte, die eine Lichtshow in einer Mikrowelle erzeugen können. Virale Internetvideos haben auch halbierte Trauben gezeigt, die spektakuläre Funken Plasma erzeugen, ein Gas geladener Teilchen.
Verschiedene Ermittler hatten nach einer Erklärung gesucht, was darauf hindeutete, dass es sich um einen Aufbau elektrischer Ladung wie in einem Metall handelte. Aber Slepkov und seine Kollegen führten wissenschaftliche Tests durch, um dem Phänomen auf den Grund zu gehen.
"Was wir fanden, war viel komplizierter und interessanter", sagte er.
Durch das Füllen von Hydrogelkugeln - einem superabsorbierenden Polymer, das in Wegwerfwindeln verwendet wird - mit Wasser erfuhren die Forscher, dass die Geometrie der wichtigste Faktor bei der Erzeugung von Funken in traubenartigen Objekten ist. Traubengroße Kugeln seien zufällig besonders gute Konzentratoren für Mikrowellen, sagte Slepkov.
Die Größe der Trauben führte dazu, dass sich die Mikrowellenstrahlung in den winzigen Früchten ansammelte, was schließlich zu genug Energie führte, um ein Elektron aus Natrium oder Kalium in der Traube zu reißen, fügte er hinzu und erzeugte einen Funken, der zu einem Plasma wuchs.
Das Team wiederholte das Experiment mit Wachteleiern, die ungefähr so groß wie Trauben sind, zuerst mit ihrem natürlichen, eigelbigen Interieur und dann mit der abgelassenen Flüssigkeit. Die mit Gänsehaut gefüllten Eier erzeugten Hotspots, die leeren nicht, was darauf hinweist, dass für die Nachahmung des metallzündenden Spektakels eine wässrige Kammer in Traubengröße erforderlich war.
