Miért szikráznak a fémeszközök a mikrohullámú sütőben?

Szikrázás és plazmaképződés egy mikrohullámú sütőbe helyezett pohárban

Kora reggel van, és az ön álmos szemű figyelme egy adag instant zabpehelyre irányul. Beteszi a tálat a mikrohullámú sütőbe, megnyomja az indítógombot és hirtelen pánikba esik, amikor a konyhában mini tűzijáték kezdődik. A kanál - a tálban felejtette a kanalat! De pontosan miért is bocsát ki szikrákat a fém, ha a 20. század közepi technológia egyik csodájának teszik ki?

Ahhoz, hogy erre választ kapjunk, először is meg kell értenünk, hogyan működik a mikrohullámú sütő. A kis sütő egy magnetron nevű eszközre támaszkodik, egy vákuumcsőre, amelyen keresztül mágneses mező áramlik. Az eszköz elektronokat pörget, és 2,5 gigahertzes (vagyis másodpercenként 2,5 milliárdszoros) frekvenciájú elektromágneses hullámokat hoz létre - mondta Aaron Slepkov, az ontariói Trent Egyetem fizikusa a Live Science-nek.

Minden anyag esetében vannak bizonyos frekvenciák, amelyeken különösen jól elnyelik a hullámokat, és a 2,5 gigahertz történetesen ez a frekvencia a víz esetében. Mivel a legtöbb dolog, amit megeszünk, vízzel van teli, ezek az ételek elnyelik a mikrohullámok energiáját, és felmelegednek.

Érdekes módon nem a 2,5 gigahertz a leghatékonyabb frekvencia a víz felmelegítésére, mondta Slepkov. Ez azért van, mert a mikrohullámot feltaláló Raytheon cég észrevette, hogy a nagy hatékonyságú frekvenciák túl jól végzik a dolgukat. A vízmolekulák a legfelső rétegben, például egy levesben, elnyelnék az összes hőt, így csak az első néhány milliomod része forrna fel, és az alatta lévő víz hideg maradna.

Szikrázás és plazmaképződés egy mikrohullámú sütőbe helyezett pohárban Forrás: dpa Picture-Alliance via AFP/Fernando Gutierrez-Juarez

Most pedig a szikrázó fémről. Amikor a mikrohullámok kölcsönhatásba lépnek egy fémes anyaggal, az anyag felszínén lévő elektronok szétszóródnak - magyarázta Slepkov. Ez nem okoz problémát, ha a fém mindenhol sima. Ahol azonban van egy él, például egy villa fogainál, ott a töltések felhalmozódhatnak, és nagy feszültségkoncentrációt eredményezhetnek.

"Ha ez elég magas, akkor a levegőben levő molekulákról letéphet egy elektront, ami szikrát és ionizált (vagy töltött) molekulát hoz létre" - mondta Slepkov.

Az ionizált részecskék még erősebben elnyelik a mikrohullámokat, mint a víz, így ha egyszer megjelenik egy szikra, még több mikrohullámot szív be, ami még több molekulát ionizál, így a szikra tűzgömbként növekszik.

Általában ilyen esemény csak egy durva élekkel rendelkező fémtárgyban fordulhat elő. Ezért van az, hogy "ha fogunk alumíniumfóliát, és egy lapos körbe tesszük, akkor lehet, hogy egyáltalán nem szikrázik" - mondta Slepkov. "De ha golyóvá gyűrjük, akkor gyorsan szikrázik".

Bár ezek a szikrák kárt okozhatnak a mikrohullámú sütőben, a Mental Floss cikke szerint bármilyen ételt tökéletesen meg lehet enni utána (arra az esetre, ha tényleg a zabpehelyben felejtette volna a kanalat).