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實驗演示/ 實驗原理/ 問題討論

    加速帶電球

上下串接的兩平行圓盤裝在一絕緣座上,並在兩圓盤之間置入一非導體球。上圓盤以放電電極棒連接凡得瓦爾球,下圓盤接地。當凡得瓦爾球啟動時,你會在上圓盤與球之間看到電火花,然後球就開始在盤中滾動了!

 

實驗演示


實驗演示一 (實驗演示影片)


實驗演示二 (實驗演示影片)



實驗原理


凡得瓦爾球靠內部物質的摩擦,不斷地將產生的靜電尖端放電到中空的金屬球殼上累積,建立起非常高的電壓,可達到25萬伏特以上。由於凡得瓦爾球連接上圓盤,則上圓盤也維持著高電壓,因此電子會跳到與上圓盤間隔最窄的球面上。但在非導體中電子是無法自由移動的,故球會因上圓盤的斥力開始 滾動(如下圖b),同時也形成一新的電子接受面。當帶有電荷的球面碰觸到接地的下圓盤時,電荷會被移除。於是一面將電荷導入地面,另一面就自上圓盤接受電荷,球便可以一直在盤中滾動了!

 

 
 

問題討論


1.如果將加速帶電球換成導體球,此時球還會滾動嗎?
2.我們能利用什麼方法來使球的速度變快嗎?