變身超級英雄!DIY「人體發電機」點亮日光燈的電學魔法!

我是科學訓練師——桑子研。每天都是一場實驗。

這篇文章也有廣播版喔!

人體發電機(Electric Human)

靜電是我們日常生活中最常見的現象之一。在寒冷的冬天脫下毛衣時發出「啪滋!」一聲、或是在觸摸門把手時被「電」到的經歷,你一定不陌生吧?這些全都是靜電在搞鬼。靜電是物體相互摩擦時產生的電荷,特別容易在乾燥的季節中出現。

這次,我們要利用這個靜電現象,讓你自己變身為「人體發電機」,點亮一盞日光燈!這個實驗用家裡常見的東西就能輕鬆完成(當然,如果使用范德格拉夫起電機(Van de Graaff)會更容易)。這是一個能親身體驗靜電奧秘與樂趣的實驗,務必來試試看!

首先,來看看點亮日光燈的魔法!

當我們在范德格拉夫起電機上儲存靜電後,只要拿著日光燈接觸起電機,日光燈竟然就會發光!是不是超級有趣?

當日光燈發光時,因為電荷會流過身體,你可能會感覺到輕微的刺痛,這是因為范德格拉夫釋放出的負電荷通過日光燈,流經我的身體並傳導到地面所致。也就是說,有微弱的電流通過了身體。

這個現象之所以發生,是因為日光燈管內部的氣體(通常是氬氣或水銀蒸氣)被范德格拉夫起電機提供的電壓所激發,進而發光。為了更清晰地觀察,建議在黑暗的房間裡進行實驗,你會看到日光燈發出如夢似幻的光芒。了解這個原理後,你是不是對身邊的電學奧秘更有興趣了呢?特別有趣的是,光線會一直延伸到你手握日光燈的部分!

接下來,就讓我們馬上來試試看,如何為身體充電並點亮日光燈吧!

為身體充電,點亮日光燈!

準備材料

絕緣台(例如:在塑膠椅腳上加裝橡膠墊)、氣球、毛衣(100% 羊毛為佳)、日光燈管、1至5位朋友(越多越好,充電效率更高!)

實驗步驟

1. 穿上100%羊毛毛衣,然後站到絕緣台上。

2. 請朋友用氣球使勁地、不斷地摩擦你。持續大約一分鐘。秘訣是:用力地摩擦!

3. 請一位站在地上的朋友拿著日光燈的一端,你(人體發電機)則用手指觸摸日光燈的另一端。看看日光燈會不會亮起來!

這個實驗,我們之前曾邀請女演員廣瀨鈴小姐親自體驗。詳情請點這裡

原理大解析

站在絕緣台上,身體上的電荷就不容易流失到地面。

用氣球摩擦衣服。

大家一起努力摩擦個一分鐘吧!

 如此一來,你的身體就會積累起正電。

這是當時使用的絕緣台,腳部加裝了橡膠片來提升絕緣效果。

然後,我將日光燈遞出去,讓其他人觸碰時…

地上的電子就會流經其他人的身體,再通過日光燈流向我的身體,日光燈因此在一瞬間被點亮。

這是使用實驗專用,可以發出三種顏色光的日光燈時的畫面,更清楚地呈現了發光的狀態。

 從放電距離可以推測,當時的電壓大約在10,000V左右。靜電居然能點亮日光燈,是不是很不可思議呢?這個實驗在家也能做。放電時把室內燈光關掉,就能更清楚地看到日光燈發光的瞬間。令人驚訝的是,這個實驗在江戶時代就非常流行了!請看這裡:

這張圖展示的是使用「エレキテル (Elekiter)」(類似范德格拉夫的靜電產生裝置)來為人體充電,然後進行放電的景象。可見在當時,頂尖的科學就被當作一種表演和科學秀在江戶風靡一時。

※ 進行任何涉及靜電產生裝置的實驗時,請務必在專業人士的指導下進行,並注意安全。若有關於靜電實驗的相關委託(如實驗課程、電視監製或演出等),請點擊這裡聯繫我們

※ 本實驗是與廣瀨鈴小姐在電視節目中進行的其中一項實驗。點擊這裡查看更多細節

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