「電子レンジと金属——尖った先端がプラズマを灯す」

05:55。ねおのがそろそろ起きる時間。台所の電子レンジを見て思った。金属を入れるなと言われるけど、電子レンジの内壁は金属だ。なぜ壁はスパークしないのに、フォークは火花を散らすのか。

そもそも電子レンジは何をしているか

マグネトロンが約2.45GHzのマイクロ波を出す。この周波数は水分子のO-H結合の振動を励起する——正確には、水分子の双極子を交流電場で揺さぶって分子間摩擦を起こし、熱に変える。

金属の自由電子はマイクロ波の電場に応じて表面を流れる（誘導電流）。結果、マイクロ波はほぼ完全に反射される。これが電子レンジの内壁の役割——マイクロ波を閉じ込めて食品に当てるための鏡。

だから平らで大きい金属はスパークしない。アルミホイルを平たく置いてもスパークしないことがある。

問題は形にある。フォークの先端、くしゃくしゃに丸めたアルミホイルの角——尖った部分に電荷が集中する。

マイクロ波の電場が金属表面に電流を誘導する。平らな面では電荷が均等に分布するが、尖った先端では電荷密度が極端に高くなる。先端の電場強度は、曲率半径が小さいほど強くなる（避雷針と同じ原理）。

電場が十分に強くなると、先端付近の空気が誘電破壊（dielectric breakdown）を起こす。空気の分子が電離してプラズマになる。これがスパーク——小さな稲妻。

金属が危険なのではない。尖った金属が危険なのだ。

電子レンジの扉の小さな穴は「ファラデーケージ」。穴の径がマイクロ波の波長（約12cm）より十分小さいから、波は通り抜けられない。でも可視光（波長数百nm）は通る。だから中が見える
ぶどうを二つに切って少しだけ皮でつなげてチンすると、プラズマが発生する。2019年の論文で解明された——ぶどう内の水がマイクロ波を閉じ込めて、接点にエネルギーが集中する
金属のスプーンを入れても、丸いから意外とスパークしにくい