Что будет, если положить виноград в микроволновку

Видео из разряда «Что будет, если поместить в микроволновку…» долгое время были в трендах YouTube. Но большинство из них не представляют особого интереса. Чего не скажешь об эксперименте с двумя половинками винограда, видео с которым появилось в сети довольно давно — около восьми лет назад. Удивительно, но на какое-то время оно поставило в тупик даже учёных.

Что происходит при разогреве виноградины в микроволновке

Итак, давайте разберём для начала сам эксперимент. Можно взять две целые виноградины или разрезать одну пополам (вдоль или поперёк — не важно). Затем подопытных кладут на жаропрочную посуду таким образом, чтобы две «детали» соприкасались боком.

Как выяснилось, плазма образуется и из целых виноградин, и из их половинок.

Если поместить их в микроволновку и включить её, то из точки соприкосновения виноградин можно увидеть взлетающее светящееся поле, в котором легко опознать плазму.

Совсем недавно группа учёных всё-таки разгадала этот феномен и подтвердила — это действительно плазма. Чтобы разобраться в этом эффекте, давайте познакомимся (или освежим в памяти) с несколькими терминами:

• плазма — это одно из агрегатных состояний вещества. Из школьного курса физики вы можете помнить твёрдые тела, жидкости и газы. Так вот, плазма — четвёртое агрегатное состояние. Оно состоит из заряженных частиц — свободных электронов и положительных и отрицательных ионов. Обычно плазму получают путём нагрева газа до нужной температуры (проведите аналогию — нагревая твёрдое тело, мы можем получить жидкость, а далее — газ);




• частота электромагнитного излучения. Сейчас нам достаточно знать, что обычная бытовая микроволновка работает в среднем на частоте 2,45 ГГц. Это соответствует длине волны около 12 см;
• показатель преломления волны. Чем выше это значение, тем сильнее укорачивается волна, находясь внутри объекта.

Объяснение, которое смогли получить учёные, распространяется не только на виноградины, но и на гелевые полимерные шарики и другие объекты, обладающие достаточно высоким показателем преломления в микроволновом спектре. Например, у виноградин этот коэффициент приблизительно равен 10. Так что если длина волны в пустой микроволновке составляет около 12 см, то внутри виноградины (предмета с высоким показателем преломления) её длина сокращается примерно до 1,2 см. Это значение приближённо равно длине самой виноградины.

Когда длина волны равна длине объекта, она может оказаться «запертой» внутри объекта. Волна попросту отражается от противоположных «границ» (в нашем случае — кожуры винограда). Это и происходит, если поместить одну целую виноградину в микроволновку. Плазмы мы так не получим, но будет заметен другой эффект — виноградинка будет нагреваться не снаружи вовнутрь, а наоборот — как бы из центра. Именно в центре ягоды будет находиться максимум электромагнитного поля.

Если же мы положим рядом с ней ещё одну виноградинку, но без соприкосновения, то ничего нового мы не увидим. Две виноградины будут разогреваться из центра, но плазма не появится. В микроволновке будут находиться два электромагнитных поля со своими максимумами, расположенными в центрах виноградин.

Совсем другая картина нас ждёт, если мы начнём сближать виноградинки. Если расстояние между ними станет меньше длины волны внутри объекта (то есть меньше длины виноградины), то поля начнут как бы притягиваться друг к другу, а их центры — смещаться к краю. Если же ягоды соприкоснутся, то максимум электромагнитного поля сдвинется в точку соприкосновения.

Получившееся совмещённое электрическое поле достаточно сильно — оно создаёт искры, ионизирует воздух, а затем приводит к появлению плазмы.

Видео: как получить плазму из виноградин в микроволновке

Как оказалось, появление плазмы в микроволновке объясняется смещением максимумов электромагнитных полей. И всё же проводить этот эксперимент дома нужно с осторожностью — всё-таки он сопряжён с пожарной опасностью.