葡萄剖半放到微波爐會冒火花? 研究破解網路影片之謎

by:時時
7238

你知道 20多年前網路上就流傳著「葡萄剖半放到微波爐加熱會冒火花」的影片嗎?最近,終於有科學家解開了「葡萄電漿微波」之謎。

小隊長貼心提醒:請不要在家裡輕易嘗試「葡萄電漿微波」實驗唷!

post title

你曾經在YouTube上有看過這種在微波爐裡放一顆剖半的葡萄,結果冒出火花的「葡萄電漿微波」影片嗎?

Photo: Aaron Slepkov

葡萄微波會冒火花

20多年來,網路上流傳著數支影片──只要將一顆葡萄剖半,讓兩瓣葡萄在底部以皮相連,再將這顆葡萄放進微波爐裡加熱一下,就會看到這兩瓣葡萄之間冒出火花,劈啪作響,就像用一座火橋相連一樣。

這個現象神秘之處就在於,任何人在家裡仿效影片的作法都能成功,但一直都沒有人能夠講出背後真正的原理。

皮不能切斷?

在過去,網路上最多人流傳的說法是,當富含豐富水分的葡萄送進微波爐微波加熱時,葡萄水分中的電解質就會因此帶電,讓兩瓣葡萄和底部相連的皮形成通路,所以皮絕對不能切斷。

當整個葡萄迴路累積到足夠的能量時,這顆葡萄就會冒出電漿火花──可以冒出火光的離子化氣體(ionized gas)。

「葡萄電漿微波」就像影片中這樣,一顆剖半的葡萄在微波爐裡過沒多久,就會在相連處冒出火花。

葡萄、電漿、微波

所以如果想在網路上搜尋相關影片,只要在YouTube同時下「葡萄」(grape)、「電漿」(plasma)和「微波」(microwave)這 3個關鍵字,就可以找到不少內容。

換成別的也可以

最近,加拿大特倫特大學(Trent University)和康考迪亞大學(Concordia University)的物理學家們表示,他們已經解開了「葡萄電漿微波」之謎,而且這個「葡萄電漿微波」現象把葡萄換成別的東西也能辦得到。

post title

上圖左行的ADG代表葡萄剖半之後的間隔。中間的BEH是放進微波爐加熱 10秒後,兩瓣葡萄內部的溫度分佈。可以發現E圖和B圖相比,兩瓣葡萄溫度最高的中心偏向彼此,而不是像B圖一樣置中。至於CFI圖,則是兩瓣葡萄的電磁波能量分佈。

Photo: Hamza K. Khattak, Pablo Bianuc

傳遞電流產生電漿

回顧之前網路謠傳的解釋方式,網路上大家對於「葡萄電漿微波」的解釋是:葡萄的表面因為微波變得可導電,接著電流在兩瓣葡萄之間傳遞電流,進而產生電漿。

中間有電磁場

而這次研究則指出,當微波進到葡萄時,在兩瓣葡萄最靠近彼此的位置,會共同建構出一個電磁場。隨著這個電磁場的能量越來越高,就能讓鄰近的電解質變成電漿態,進而冒出火光。

這是以 1,000fps拍下的慢動作「葡萄電漿微波」影片。

葡萄大小、水量適中

談起「葡萄電漿微波」現象,本次研究人員之一的皮亞努契(Pablo Bianucci)解釋道,葡萄能夠產生這種現象,最巧的地方是葡萄的大小和它的含水量正好和微波輻射的波段很合,讓葡萄可以「捕捉」微波產生更大的電磁場,才會冒出電漿火花。

這是 2顆不經剪切、完整葡萄的「葡萄電漿微波」。基本上只要 2顆葡萄距離夠近,就能產生「葡萄電漿微波」現象。

不用切開  距離夠近就行

這次的研究除了解開「葡萄電漿微波」之謎外,研究人員也打破了「葡萄電漿微波」的迷思──把葡萄剖半時一定要留著一小段皮不能切斷、或「葡萄電漿微波」是葡萄專屬的現象。

其實,不需要把一顆葡萄剖半,只要有兩顆葡萄相距不超過 3毫米就行,而且兩顆葡萄緊靠一起,產生火花所需的時間還能縮短 60%。

這是利用和葡萄一樣大的水凝膠二聚體(hydrogel dimer,又稱water beads,也就是台灣俗稱的魔晶土或水晶寶寶)拍攝的「葡萄電漿微波」。

別的水果也可以

除此之外,只要是和葡萄大小相同、含水量夠多的球體都能辦到「葡萄電漿微波」,至少研究人員試過了醋栗、大黑莓、鵪鶉蛋和塑膠含水球。