文／簡麗賢

日前學生問我：「老師，網路影片說，一顆切成兩半的葡萄放入微波爐加熱，會產生火焰。怎麼解釋這種奇特現象？」

將葡萄放進微波爐中加熱，葡萄竟然會「發爐」，真的很神奇，像廟宇前善男信女拜拜後插香的香爐，爐內滿布的香灰腳因高溫受熱而發出火焰。一般而言，寺廟「發爐」大多是好事，象徵神明前來巡視與關心信眾；然而，微波爐「發爐」就得小心，避免發生意外。

輻射熱能 穿透食物



討論葡萄在微波爐中發爐前，先聊聊微波爐加熱的原理，以及微波爐究竟跟哪一種容器比較「麻吉」？又跟哪一種容器不合，容易兵戎相見呢？

微波爐幾乎是現代生活不可或缺的家電用品，是便利超商加熱食品的好幫手。微波爐是用產生的微波加熱食物，一般市售微波爐的微波頻率約為數個GHz，GHz是10億赫茲。微波爐能迅速加熱食物，最主要原因是當微波的輻射能穿透食物時，會帶動電子轉移與電磁場改變，藉由食物中的水分子激烈振動、轉動與碰撞而「摩擦生熱」，達到加熱效果。

食物中的水分子為極性分子，具有「電偶極矩」，電磁波來回變動的電場，會使水分子受到力矩作用來回轉動，並且不斷撞擊周圍的分子，使其加速，藉此加熱食物。

使用微波爐加熱食物最好用耐熱玻璃容器，而且食物須含水分。鐵鋁罐飲料不能微波，金屬容器放在微波爐內加熱，會兵戎相見產生火花，因為微波是電磁波，本質是加速的帶電粒子，遇到金屬會反射，金屬容器內的食物無法達到加熱效果，還會產生靜電作用而火花四濺。在此要提醒讀者，避免將水微波加熱過久，不宜裝太滿，因水微波後在杯碗中看似平靜，但取出時可能會「突沸」，就是突然沸騰，易造成燙傷。

含水球物 入爐生火



回到微波爐加熱葡萄會「發爐」的問題。物理學家在20年前就探討這個問題，但當時並沒有找出原因，最近6年網路出現微波爐加熱葡萄而產生火焰的影片，引起熱議。兩年前，加拿大物理學家艾倫．史萊普科夫經過多次實驗，犧牲好多的葡萄及十餘具微波爐後，提出合理解釋。

他認為即使是兩顆完整的葡萄、櫻桃或自製的水凝膠珠，放進微波爐中加熱，都能產生火焰，這些能產生電漿火球的物質皆有一共同點，就是兩個相鄰圓形且含有大量電解質的含水球狀物。

該如何解釋呢？微波是電磁波家族的一波段，在空氣中傳播波速接近一般知道的光速，每秒約為30萬公里，在空氣中的波長約為10公分，葡萄中的折射率接近10，因為介質的折射率會影響電磁波傳播的速率，微波在折射率10的葡萄內速率會變慢，微波頻率不變，因此微波在葡萄內的波長約為空氣中的1/10，換算後非常接近球形葡萄的大小。

當兩顆葡萄在微波爐中依偎很近時，微波在它們之間的微小空間來回振動，容易在葡萄中產生駐波的共振現象而蓄積能量，葡萄中間的電磁場密度最高，溫度也最高，提升葡萄內部的微波功率，並形成強大的電磁場。當兩顆球狀物之間的溫度不斷上升，使原本溶於水中的鈉、鉀離子上升到離子態，也就是電漿態而產生火焰。艾倫．史萊普科夫指出，其實兩個葡萄之間並不需要連結，只要適當距離也會出現火焰現象。