将两颗葡萄放进微波炉，为何会爆炸？科学家也无法完全解答

       微波炉
       ，作为我们生活中
       常见的厨房家电
       ，我们的日常生活离不开它的帮助。
       它在加热食物方面起着莫大的作用，但它却不是什么食物都可以加热的，它的使用还有着
       许多的注意事项
       ，例如不能加热带壳的鸡蛋、锡箔纸、板栗和铁制容器等。
       虽然这些事项我们都在日常的使用中铭记于心，但你知道吗，还有一种东西是不能放到微波炉里加热的。
       为什么不能？那是因为把它放进微波炉中加热会发生爆炸。这种物质是什么？发生爆炸的原理如何解释？这类物质爆炸的过程是怎样的？科学家可以从中发现什么原理？
       其实这类物质就是
       葡萄
       ，曾经有人做了一个实验，将它对半切开但不完全切断，然后放进微波炉加热，不久，这两半连在一起的葡萄居然
       爆炸了
       。不仅如此，两颗完整的葡萄挨在一起加热也会起火，并且会产生爆炸。
       其中的原因
       却是科学家都难以完全解答的难题。
       概念解析
       要想知道爆炸的原因，首先我们要明确两个概念：一是解微波炉的
       工作原理
       。二是
       等离子体
       。
       微波炉能加热食物的核心原理就是微波，这是一种
       高频电磁波
       。它本身是不产生热能的，在自然界中有许许多多的微波，但它们都是分散在各处的。而微波炉之所以能产生微波，是其内部的磁控管，将
       电能转化为微波
       。


       虽然微波
       本身并不能发热
       ，但是微波产生的高频振荡可以让食物内的水分子快速震动，其震动频率约为每秒钟
       24亿5千万次
       。分子间在高频振动下相互摩擦，从而水温升高，食物也就因此被加热了。
       值得注意的是
       ，微波这一加热方式不是从外部加热食物，而是
       食物内部分子
       的振动自己发热，这样就表现为食物是由内而外地加热。这也是为什么鸡蛋不能放进微波炉加热的原因，鸡蛋在加热时往往是
       蛋黄先被加热
       ，但是外面的蛋壳迟迟不被加热，这就导致蛋黄产生的巨大热能被困在里面，积聚久了就会发生爆炸。


       关于微波，下面介绍一下
       两个比较重要的特点
       。
       一是微波具有
       穿透性
       。它可以穿过云、雾、植被和地表层，更有甚者，还可以穿过
       物体深层次的电离层
       。有的可以穿透等离子体，在航天器通信技术中有所运用，还有的微波可以穿透生物体，在医学中应用广泛。微波不仅仅可以穿透物体，它还可以穿透物体
       内部极为渺小的分子
       ，是一种穿透性很强的电磁波。


       二是
       选择性加热
       。这一特性主要源自于加热物体介质损耗因数的不同，简单来讲就是不同物体之间可以吸收微波的能力不同。在这一特性下，蛋白质，碳水化合物等对微波的吸收少，故而加热程度小，而
       水这一分子
       ，吸收微波的能力强，其被加热的程度大。所以
       食物中的含水量
       决定了其被加热的程度。
       在我们日常的生活中，
       汤
       这一类的食物很容易被加热，而像米饭这样的，也需要
       稍微加一点水
       才能更好地加热。


       介绍完微波，我们再来说说
       等离子体
       。这是一种由由阳离子、中性粒子、自由电子等多种不同的粒子组成的
       电中性物质
       。是物质存在的一种形态。等离子体中的一些粒子会产生电磁场，这使得粒子间可以相互碰撞，并在电磁的作用下产生一些波。


       火热碰撞
       目前学界对于葡萄爆炸的原因并未盖棺定论，上述两个概念是目前科学家们
       普遍认为
       的葡萄起火爆炸的
       关键因素
       。
       当葡萄被加热后，
       葡萄内部会产生电场
       ，这种电场能量巨大，这些从电场释放出来的能量被葡萄内部的钾离子和钠离子吸收，发生电离现象，从而使他们变成了等离子体。这些等离子体在葡萄
       内部相互碰撞
       ，在微波炉电磁场的加持下，便会在
       高速碰撞
       下释放出光芒。


       而微波具有穿透性，当微波穿透进葡萄时，它的
       波长发生了变化
       ，它被葡萄内的物质所吸收发生了散射，使得微波的波长变成和葡萄的直径相差无几。这里就要提到另外一个例子，就是
       声音
       可以震碎玻璃杯，这现象是因为声波和被子的振动达到了同一个振频，
       形成了共振
       ，从而使杯子碎掉。


       当葡萄的直径和微波的波长差不多时，也会形成共振，这种共振会使进入葡萄的微波在葡萄内部
       不断反射
       ，反射会使葡萄内的分子振动更加剧烈，加之
       葡萄水分含量多
       ，能吸收更多的微波在其内部反射。
       并且这种振动是
       由内向外的
       ，其发生振动的中心点能量是最大的。葡萄内部的分子剧烈振动，形成等离子体，产生了
       巨大的热能
       ，这种能量将空气电离，产生了电火花，这样的电火花和等离子体碰撞时产生的光芒加在一起，在起火的一瞬间产生的光亮就和爆炸一样。


       至于为什么是连接点？因为
       连接点的磁场是最强的
       ，两半葡萄中心产生的热能都汇聚于此，此处的振动也是
       最为激烈
       ，所以会在连接点间产生火花。不过要发生这一反应，限制的条件还是非常多的。
       例如，
       必须是均匀的球体
       ，实验者把草莓香蕉等水果也拿来做实验，而它们并不会爆炸。物质内部的
       水和电解质
       必须充分，这两个是爆炸的
       关键因素
       ，少了一个都是无法爆炸的。还有物体之间
       必须挨得够近
       ，之前实验者将一整串葡萄放进去也并没有爆炸。只有物质之间挨得够近，其相交点才会产生强烈的电磁场，从而起火。且物体不能太大，太大的能量就会在传输过程中消散，无法聚集在一起产生热能。
       除了葡萄，还有的物体也可以产生这一现象。例如被氯化钠泡过的小水球，鹌鹑蛋，黑莓等，这些都
       符合均匀的球形
       ，小，距离近，水分和电解质充足的
       特点
       。
       研究意义
       这时我们可能会疑惑，研究葡萄为什么爆炸
       有什么意义
       吗，这除了提醒我们不能将两个挨在一起的葡萄加热以外还有什么作用？不要小看这一研究的作用，科学家们也是通过研究蝙蝠夜间飞行的能力，从而
       发明了雷达
       ，通过研究蜂巢的结构发明了更为坚固的塑料。许多重大的研究就是
       从不起眼的小事件出发的
       。
       而在葡萄爆炸事件中，科学家们就发现了其中的
       电磁共振现象
       。这种现象目前最为广泛的应用就是
       无线充电
       。通过电磁共振来实现无线充电，由于其具有方向性，可以使其传输效率更高，不受空间和障碍的影响。目前这种技术已经
       投入到了生产生活中
       ，科学家们还着手将这一技术应用到移动充电中来。


       除此之外，电磁共振的技术在
       芯片制造
       领域有所应用。例如我们现在炙手可热的
       微芯片制造
       。这一制造中所运用到的
       光刻技术
       是一大技术难点，而电磁共振可以为光刻技术提供新的手段，从而实现更小单位制的刻制。这一现象还对纳米光子共振和摩尔现象的研究有新的启发。


       以小见大
       许多事情看似渺小，但其内在却蕴含着
       巨大的能量
       。若不是
       通过实验
       ，又有谁会知道葡萄加热会起火？所以，我们要一直
       保持对事物的好奇心
       ，不放过任何一个微小的细节，对不明白的事情提出自己的问题。


       我们要打开我们的思维，用
       探索的目光
       对待身边的事。科学家们也正是抱着这样的目光，通过微小的发现，发明出了许多
       造福人类的发明
       ，让我们在科学的道路越走越远。