微波炉加热下，两个半块葡萄之间产生的“火花”和两颗葡萄之间产生的“火花”实际上都是等离子体。等离子体其实是指一种物质状态，我们常见的物质有三种状态：气态、液态和固态，而等离子体实际上并不属于这三态，而是一种物质的高能状态，和气体类似，没有固定的体积和形状。造成等离子体出现的原因是原子中的电子获得了足够多的能量，摆脱了原子核的束缚，于是物质就呈现出了离子化气体的状态。常见的等离子体有闪电、极光等等。

　　那么问题来了，为什么微波炉加热一颗葡萄不会这样，而加热两颗或者两个半颗就会出现这样的状态？

　　为何会出现等离子体？

　　这个奇怪的现象一直以来都让科学家们很困扰，并不了解其中的原理。后来，来自于加拿大特伦特大学的哈姆扎·哈塔克（Hamza K. Khattak）、亚伦·斯莱普科夫（Aaron D. Slepkov）以及来自于加拿大康考迪亚大学的巴勃罗·比努奇（Pablo Bianucci）三位研究员把这个现象研究明白了，并在学术期刊《PNAS》发表了论文。那他们是如何解释这个问题的呢？

　　要了解问题，我们首先要搞清楚微波炉的加热原理。从微波炉的名字，我们不难猜出，微波炉其实就是利用“微波”来加热食物的，一般采用的频率是2.45GHz的微波。可能很多人看到这里会有疑问：到底什么是微波？

　　话说在物理学界有三座大山，牛顿的力学，麦克斯韦的电磁学和爱因斯坦的相对论。麦克斯韦曾经统一了电和磁，预言电磁波的存在，且光是一种电磁波。

　　电磁波看不见，摸不着，所以对于人而言，电磁波虚无缥缈。但事实上，电磁波真实存在，而且无处不在。科学家发现，凡是高于绝对零度（零下273.15度）的物体都会向外辐射电磁波。就拿人来说，体温大概是36-37度之间，也会向外辐射电磁波。

　　我们肉眼看不到，是因为电磁波实际上是一个大家族，只有可见光波段是可以被人眼看到的，而其他的波段不行，而人体辐射的属于红外波段，所以肉眼看不到。

　　微波也是电磁波家族中的一份子，肉眼也看不到，但它确实存在。而电磁波有两个重要的物理参数：频率和波长，两者的乘积是光速，是一个常数。

　　微波炉所使用的的微波频率是2.45GHz，对应的波长大概是12.24厘米。也就是说，这种微波在空气中传播时，波长是12.24厘米，不过当它穿过葡萄时，情况就不太一样了。这是因为葡萄对于微波的折射率要远大于空气，两者的差异大概是十倍左右，也就是说，微波穿过葡萄时，微波的波长是1.2厘米左右，这个数值与一个葡萄的宽度是差不多的。

　　要知道，当物体的大小和波长差不多相同时，微波就很容易被困在葡萄当中，发生全内反射，来自于各种方向的微波在葡萄内部就会形成共振模式，可以把它看成是驻波，这就类似于电磁场在葡萄当中震荡，其中磁场强度最大的部位就是葡萄的中心，中心的位置温度也最高。

　　如果此时再放一颗葡萄，并且让两者保持距离，两者是不会相互作用的，同时它们都是中心的温度最高。如果当把两个葡萄贴在一起后，我们其实可以看成是两个电磁场相互作用，此时电磁场强度最大的地方发生了变化，处在了接触点的位置上。

　　在接触点的位置上，产生了最大的震荡电磁场，这里的温度也就是最高的。而把葡萄切成两半，保留着果皮连接在一起，此时的效果其实也就类似于两颗葡萄贴在一起，都是连接处的电磁场最强，温度最高。

　　只要电磁场的强度足够高，能量密度足够高，就会使得连接处位置的物质发生电离，并成为等离子体，同时产生“火花”。

　　实际上，并不只是葡萄，换成其他的球状物，大小与葡萄相近，也可以获得同样的效果。科学家把葡萄换成是差不多大小的水球，也得到了类似的现象。

　　不仅如此，他们通过研究还发现，葡萄中发光元素是钠元素和钾元素，而水球中的发光元素是钠元素，这是因为水球中含有氯化钠。

　　这个看起来“很冷”的知识，也并不是颠覆人们的三观，它实际上对未来技术的发展也提供了一定的指导意义。我们都知道，芯片的制作需要用到光刻机，光刻机的原理就是光刻技术。利用光刻技术来制作芯片时，越是制程微小的芯片，越难制作。