不用插電也會亮!靜電變成光的祕密──螢光燈與放電的奧妙
我是科學教練 桑子研。每天都是實驗日!
「啪!」在冬天乾燥的日子裡,當你伸手要摸門把時,指尖傳來的那陣刺痛。許多人都不喜歡這種「靜電」,但你相不相信,其實靜電有能力讓日光燈(就是家裡用的那種長條燈管)在沒有插電的情況下發光呢?聽起來很驚人吧?
其實,那一小道火花,就是**高達數千伏特的「高電壓」**的證明。這次,我們就要利用這種肉眼看不見、卻威力強大的能量,來挑戰一個讓日光燈點亮的奇妙實驗!
一般來說,日光燈要接上家裡的電源插座才能亮。日光燈管裡頭裝著一點點「水銀蒸氣」和「氬氣」,當電流通過時,會產生看不見的「紫外線」。然後,塗在燈管內壁的「螢光粉」吸收了紫外線,將它轉變成我們平常看見的「光(可見光)」。
那麼,靜電可以嗎?靜電的「電壓」雖然非常高,但「流動的量(電流)」卻極少。不過,要讓日光燈發光,最主要就是先需要一個「高電壓」來激發燈管內的氣體。就像摸門把「啪!」一下就有數千伏特一樣,如果能好好收集靜電,它所擁有的電壓就足夠讓日光燈管內的氣體「放電」發光了!
實驗方法
為了收集靜電,我們要製作「萊頓瓶」(Leyden Jar)。萊頓瓶是一種可以儲存靜電的裝置,被稱為「世界上第一個電池(或蓄電器)」。它是18世紀(大約270年前!)在荷蘭的萊頓大學發明的,因此得名。
據說在當時,人們會把靜電儲存在瓶子裡,然後舉行「公開實驗秀」——讓一大群人手牽手,最後一個去碰瓶子,所有人一起被電到!可見「儲存電力」這項技術在那時有多麼劃時代!
在萊頓瓶的內側和外側,我們分別貼上鋁箔紙。當我們把靜電儲存好後,再將日光燈的兩端,分別靠近萊頓瓶內外兩層鋁箔紙之間。
準備物品
萊頓瓶、氣球、毛巾、日光燈(迷你型)
製作萊頓瓶(製作方法可以參考這裡)
**用氣球和毛巾摩擦起電,將靜電儲存在萊頓瓶裡。**用毛巾摩擦過的氣球(帶負電),去摩擦萊頓瓶內層的鋁箔紙,就能更有效率地把電存起來。儲存方法也請參考這邊。
將日光燈靠近萊頓瓶,讓它連接內層和外層的鋁箔紙。
慢慢靠近…(是不是很期待呢…!)

亮了!

這是因為,萊頓瓶**內層儲存的電荷(負電)想要通過日光燈管內的氣體,流向外層的鋁箔紙(正電)**的那一瞬間,管內的氣體就發生了「放電」現象而發光。就像是一道小小的閃電在日光燈裡發生一樣!即使是用墊板或橡膠氣球摩擦產生的靜電,也能將電儲存在萊頓瓶裡喔。
雖然靜電平時總是「啪!」一聲讓人討厭,但這個實驗讓我們清楚地知道,**它的本質其實是擁有「高電壓」的強大電能!**或許古代的科學家們,也是這樣一邊興奮、一邊摸索出電的真面目的吧。
這是一個在家也能做的實驗,請一定要試試看!
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