千万、千万不要把两颗葡萄放在微波炉里 _小知识

两颗葡萄在微波炉里会产生等离子，为什么？图片：coniferconifer / CC BY

文章插图
两颗葡萄在微波炉里会发生等离子，为什么？

文章插图
四方，知之为知之简单来说，这是一种在微波频率下的布局共振(morphology-depent resonances(MDRs))，也是米氏共振的一种现象，即电磁波波长和微粒的半径接近时的一种现象。葡萄的尺寸和微波的波长比力接近，微波和葡萄就会发生彼此感化(near-field effects of resonant interactions)，当两个葡萄靠的足够近时，在近场前提下，电磁波会合平分布在两个葡萄中心，当电磁场的能量密度足够高时，就可以或许发生电离，发生等离子体。
下图是葡萄和水球的光谱，可以看到钠和钾的特征线，表白发光的元素本家儿如果葡萄中的钠和钾或者水球中的钠(水中含有 NaCl) 。

文章插图
这是热当作像和电磁场能量密度分布，后者是经由过程 FEM 仿真获得的。可以看到，若是两个葡萄距离比力远，微波在葡萄中心形当作驻波，葡萄中心的电磁场密度最高，温度也最高，若是两者距离很近，电磁场则集平分布在两个葡萄中心。

文章插图
这是在两个葡萄中心放上 15 层的纸的成果，可以看到中心的灼烧陈迹较着，两侧依次递减，从而申明这一现象并不是葡萄发烧导致，而是电磁场中中心区域电离所致，现实上，葡萄被加热达到的温度距离电离所需的温度(万摄氏度及以上)还差的很远。

文章插图
该工作的应用前景：
该尝试中，热斑区(hot spot)的尺寸可以达到电磁波波长的 1/100，这为纳米光子手艺成长供给了新的尝试思绪，好比可以设计特别的天线布局，从而实现超高空间分辩能力的微波激发和当作像。

Thus, this work is likely to open experimental opportunities for modeling nanophotonic resonance phenomena with scaled-up objects illuminated at microwave frequencies.

弥补：
关于米氏散射，维基界说如下：

当微粒半径的大小接近于或者大于入射光线的波长λ的时辰，大部门的入射光线会沿着进步的偏向进行散射，这种现象被称为米氏散射。
更多常识可以参考：Mie scattering - Wikipedia

YouTube 上有一个科普视频可以参考：
How Microwaving Grapes Makes Plasma
题本家儿的视频出处链接如下，此外还有一些水凝胶球、高速摄像机和热当作像的成果：
Supporting Information
若是想阅读原论文，点击这个链接，申明一下，上面的几张图都是该文章的图：
【千万、千万不要把两颗葡萄放在微波炉里】Linking plasma formation in grapes to microwave resonances of aqueous dimers

以上内容就是千万、千万不要把两颗葡萄放在微波炉里的内容啦，希望对你有所帮助哦！