發射三萬伏特!讓人上癮的高科技實驗神器『帶電槍』的威力與原理
我是科學訓練師 桑子研。每一天都是實驗!

聽到「靜電」,是不是就想到冬天被「啪!」地電到那種痛感?但事實上,在科學界,靜電是非常強大、而且充滿娛樂性的現象!尤其是在課堂或科展中,要激發學生的「為什麼?」好奇心,絕對少不了具備視覺震撼力的實驗。
我最近入手了一個特別的「武器」。它的名字叫「電荷槍」!身為科學愛好者的血液在沸騰,親眼見識到它驚人的威力後,忍不住就買下去了!這次,我就來分享一下這個高科技「電荷槍」的體驗心得,帶大家重新發現靜電的魅力!


💡 科學魔法!「電荷槍」能做什麼?
電荷槍,顧名思義,就是一種能在一瞬間對物體**注入大量靜電(電荷)**的特殊設備。它看起來就像科幻電影裡的小道具,但在科學教學上可是超級好用!
◆ 實驗準備(確保實驗安全無虞)
- 電荷槍(如果正電、負電兩種都有,就可以實驗電荷極性的差異)
- 假髮(用來讓頭髮站立,這是視覺效果最有趣的實驗)
- 萊頓瓶(Leyden Jar,是一種能儲存靜電、並將火花放電視覺化的經典儀器)
- 絕緣墊(**必備!**保障安全)
- 橡膠手套或安全眼鏡(保護學生安全用)
⚡ 三萬伏特!? 電荷槍的驚人機制與威力
節目中使用的就是這款高性能電荷槍。它是 Green Techno 公司的產品,在 Amazon 或樂天等通路都能買到。
【範例:AS ONE 電暈電荷槍 GC90-N】
在 Amazon 或 樂天雖然有賣,但畢竟是研究、教育用,價格相對來說還是比較高。

使用方法非常簡單,只要對著想充電的物體扣下扳機就行了。它還可以調整電壓,如果是進行人體實驗(當然是在安全範圍內!),通常會設定在 **30kV(三萬伏特)**左右發射。看著頭髮瞬間飄起、根根站立的樣子,學生們的眼睛一定會閃閃發光!有了正負兩種電荷槍,就能更直觀地演示靜電的基本定律:同性相斥、異性相吸,讓實驗的變化性大大增加。
🔍 電荷槍跟范德格拉夫起電機有什麼不同?
在靜電實驗設備中,還有一種很有名的裝置叫「范德格拉夫起電機」(Van de Graaff generator)。它是利用摩擦生電的原理來累積電荷;但電荷槍則不同,它利用**「電暈放電」(Corona Discharge)現象,將電荷直接噴射**到目標物上。也就是說,它不需要經過麻煩的摩擦步驟,就能精準且強力地提供靜電,是一種更直接的處理方式。詳細的構造可以在製造商的官網上確認。

🚀 依性能與價格選擇!替代方案與我的狂熱入手品
如果是在學校使用或個人進行實驗,也有一些更輕便、價格較低廉的型號可供選擇。
◆ 替代方案:電池式電荷槍(GC25B)
這款電壓是固定的(2.5萬伏特),但方便攜帶且價格較低。用它來讓頭髮站立,或是吸引輕質物體等實驗,效果也已經綽綽有餘了。→ 詳情可參考 Green Techno 官網介紹。而我,則完全抵擋不住靜電的誘惑,甚至又買了一把更強力的5萬伏特輸出(GC50S-N)的型號(16萬日圓)!(當然是瞞著家人偷偷買的)。就是下面這把:

【範例:電荷槍 GC50S-N】 價格:183,495日圓(含稅)

Amazon 電荷槍 GC50S-N
樂天 電荷槍 GC50S-N
✨ 實際試給你看!電荷槍創造的「科學奇觀」
Green Techno 的官網也公開了使用電荷槍進行的實驗影片集,當然,我也親自做了許多實驗。
假髮髮絲站立的樣子: 可以視覺化地觀察到靜電的排斥力。
對萊頓瓶充電的實驗: 用現代的高科技設備,對古老的蓄電器充電,是個充滿科學歷史感的實驗。
我用來當作萊頓瓶的杯子,就是下圖左邊那個小小的。我自己試了「觸電實驗」(當然有做好安全措施),發現就算這麼小的尺寸,累積的電荷量也超級夠用。我覺得容量不要太大會比較安全。而右邊那個減少了鋁箔的版本,能儲存的電荷會比較少,讓小朋友觸摸時可能更安全。

這就是電荷累積時的樣子!可以看到「啪!」的火花放電。閃電(雷擊)也是一種巨大的放電現象,所以想到我們正在人工製造出小小的閃電,就覺得非常浪漫!

這些實驗非常適合當作課堂上的小**「演出」,或是靜電單元(電荷、放電、摩擦起電等)的精彩開場**。它能激發學生的「為什麼?」,加深他們對科學的興趣,是非常有效的教材。特別是在視覺上給學生留下深刻印象,讓他們理解電荷的「移動」與「極性」差異時,電荷槍能發揮巨大的作用。如果你想為教學或科展增添亮點,我非常推薦這把電荷槍!
我實際做了實驗。這是用電荷槍讓假髮站立的樣子。這則是對自製萊頓瓶充電後的狀況。
💡 相關知識!靜電產生機(范德格拉夫)的有趣實驗
我們也公開了使用與電荷槍原理稍有不同的靜電產生機(范德格拉夫起電機)所進行的有趣實驗。這個系列中,包含了和廣瀨鈴、鈴木亮平、Yasuko、搞笑組合 Chocolate Planet 的 Osada 與 Matsuo 等藝人,在電視節目中一起完成的實驗。你一定能感受到靜電深層的奧秘。

**※ 此外,使用靜電產生機(范德格拉夫起電機)進行實驗時,請務必在專業人士的陪同下進行。請確保安全後再嘗試。**如果需要委託進行靜電實驗相關事宜(如實驗教室、電視節目監製/演出等),請從這裡聯絡我們。
【特輯】會讓人上癮!靜電實驗
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