指尖上的閃電!揭開科學魔法「電漿球」的真面目(避雷針的原理)

我是科學訓練師桑子研。每天都是實驗的日子。

宛如魔法般的光芒!聚集在指尖的「閃電」究竟是什麼?

大家有看過「電漿球」嗎?只要把手指靠近玻璃球,原本散布在球體中的一道道光芒,就會像有生命一樣,紛紛朝著指尖聚集。這個神奇的物體,光是看著就令人著迷,彷彿置身魔法世界或科幻電影的場景。

前陣子,我久違地造訪了「筑波博覽中心」,再次和這顆電漿球見面了。當時拍下的影片就在這裡。

科學館裡展示的電漿球果然比較巨大,光芒在球體中翩翩起舞的模樣,真的非常壯觀。

其實,對我來說,電漿球是一件非常有紀念價值的科學玩具,它曾經替我打開了探索科學的大門。

我從小就在群馬縣的生涯學習中心附近長大。那是一座科學館,裡面長期展示著電漿球、可以產生靜電的帕斯卡電線等有趣的科學裝置。我小時候最喜歡做的事情,就是跑到那裡玩這些東西。

「為什麼光會被手指吸引過來?」
「明明碰到了,為什麼不會被電到?」

這些看似簡單的疑問,也許正是一路把我帶到今天的起點。每次看到電漿球,當年那種興奮又充滿好奇的心情,就會再次鮮明地浮現在腦海裡。

指尖竟然變成避雷針?光芒為什麼會朝著手指聚集?

電漿球最迷人的地方,莫過於當你把手指靠近它時,光芒就會像一隻親人的小寵物一樣,乖乖地朝你的手指靠過來。當然,就算直接碰觸,也完全不會感到疼痛。

這個看似神奇的現象,其實背後藏著非常巧妙的科學原理。

首先,玻璃球內部充滿了一種特殊的物質狀態,叫做「電漿」。電漿被稱為繼固體、液體、氣體之後的「物質第四態」,是氣體在獲得更多能量後,原子或分子發生電離,也就是形成帶電粒子的狀態。

其實,夜空中閃耀的星星,以及壯觀的極光,都是電漿所產生的自然現象。

在電漿球內部,中央電極會施加高頻電壓。電流不斷嘗試在電漿中流動,於是就形成了我們眼前這些美麗的發光線條。

那麼,為什麼手指一靠近,光芒就會聚集過來呢?

這是因為電流有一個重要的特性:它會傾向選擇比較容易通過的路徑。

我們的身體具有良好的導電性。當手指碰到玻璃球時,原本正在尋找流動路徑的電流,就會發現「人體」是一條非常容易通過的路徑,於是大量的放電就會集中到手指附近。接著,電流會經由人體流向地面。

更有趣的是,這時候我們的手指所扮演的角色,竟然和保護建築物免受雷擊的「避雷針」非常相似!

天空中龐大的電荷會集中到最容易讓電流通過的避雷針,並經由它導向地面。把同樣的原理想像成發生在眼前這顆小小的玻璃球裡,是不是突然覺得科學變得非常有趣呢?

如果想了解更專業的說明,也可以參考這個連結:關於電漿球

生活中的科學!從手機一路連結到宇宙的電漿世界

看著就讓人著迷的電漿球,其實利用「電流容易通過的地方」這個特性的技術,就存在於我們的日常生活中。

例如,智慧型手機的觸控螢幕(電容式觸控)就是其中之一。當手指碰到螢幕時,接觸位置附近的靜電狀態會發生變化,手機就能根據這個變化判斷手指碰到了哪裡。

沒想到電漿球和智慧型手機,竟然可以透過相同的科學原理連結在一起,是不是很有意思呢?

這麼有趣的科學現象,不妨也在家裡親自體驗看看吧!

其實,電漿球的價格意外地親民,大約從1000日圓左右就能買到。我自己也曾經實際購買一顆帶到課堂上給學生看。第一次看到這種奇妙景象時,每個學生的眼睛都閃閃發亮,完全被眼前的光芒吸引住了。

「為什麼?」

這份單純的好奇心,往往就是最棒的學習起點。

我自己在 Amazon 購買的就是下面這一款。

amazon 電漿球

樂天 電漿燈 雷霆球

玻璃球裡展開的,是一個小小的宇宙。

不妨透過電漿球,親自感受科學的奇妙,讓平凡的日常多一點「原來如此!」的驚喜吧?

聯絡與委託相關資訊

讓科學的奇妙與樂趣離我們的生活更近一些!這裡整理了許多可以在家進行的有趣科學實驗,以及實驗中的小技巧,歡迎大家多多搜尋、探索!

・關於網站經營者桑子研,請參閱這裡
・各類委託(文章撰寫、演講、實驗課程、電視節目科學監修、節目出演等)請參閱這裡
・文章更新資訊會在X 上發布

科學小知識頻道持續發布各種實驗影片!

NEW 分解問題集 理科

  • 7月21日発売!『高校入試 分解問題集 理科』(学研)…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。

7・8月のイチオシ実験!

夏でプシュッと爽やか実験!

小型で持ち帰れるよ!ペットボトルロケットを作ろう!

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

書籍のお知らせ

  • 『大人のための高校物理復習帳』(講談社)…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり6刷となりました(2026/02/01) スクリーンショット 2014-07-05 0.43.51
  • 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』(学研)… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

各種SNS(更新情報をお届け!)

【日本語】X(Twitter)instagramFacebook 【英語】BlueSkyThreads

Explore

  • 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
  • 理科の教材… 理科教師をバックアップ!授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
  • Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
  • 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中!AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
  • 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
  • About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
  • お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。