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實驗演示/ 實驗原理/ 問題討論

   電光魔球

電光魔球?大家或許不知道它的名字,但是一定看過它!在各個開幕儀式當中,或是科學博物館裡,一定見過這東西,它在夜晚裡使用可以營造出神奇的魔幻氣氛,而這東西究竟是什麼呢?請看以下的影片喔!

 

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


電光魔球內部有一個類似高頻放電線圈的變壓裝置,能使中央的金屬球產生高頻率的高電壓,電壓高達數千至一萬伏特,頻率則可能高達數十千赫,而在玻璃球殼內充有低壓的惰性氣體。

當兩球之間的電場夠大時,球內低壓的惰性氣體會產生電離,電荷通過電離的氣體形成電流,而在電流由內向外流的過程中,游離電子或其他帶電粒子會去撞擊氣體原子,使原子提昇至激發態,受激原子返回原來狀態時,就會發放出能量來,形成光弧。且電流會選擇電阻最小的路徑跑,又因為氣體通常不是均勻的,所以你會發現中間跑向外面的電流並非是直線,而會抖來抖去。

那麼當用手貼在球表面時,光弧會集中在手掌靠近球面的地方,且光弧會跟著手掌跑,為什麼呢?球面明明是絕緣的啊!又未何將沒有任何電源供應的霓虹燈管靠近魔球,燈管會亮起來呢? 

雖然隔著玻璃球,但電流還是可以通過!可將其想像類似電容,電容對於高頻訊號是很容易導通的!且因人站在地球上可視為接地,故用手去摸魔球時,手上的電荷會改變原先玻璃球電荷的狀態,於是放電的形式發生變化,逐漸接近手的附近。至於人爲何不會有觸電的感覺?又為何只要燈管靠近魔球就會發亮?則請參考高頻放電線圈實驗中的說明… 

 

問題討論


1.魔球為什麼會有不同的顏色呢?

2.將未接電源的省電燈泡靠近魔球,燈泡也能發亮嗎?若是換成鎢絲燈泡又如何呢?甚至是壞掉的燈管也會發亮嗎?

3.手握未接電源的日光燈管靠近魔球,靠近魔球一端的燈管會發亮,且發亮的長度會隨著手握處而移動,你知道為什麼嗎?

4.你知道如何利用魔球燒破紙片嗎?