静电乒乓
用途:
观察金属球在静电场的作用下,在正负极板之间来回摆动。
实验原理:
当两个金属球组成的极板分别带上正、负电荷时,这时极在所难免中间的导体小球两边分别被感应出与邻近极板异号的电荷。球与极板相距较近的这一侧空间场强较强,因而球受力较大,而另一侧与极板距离较远,空间场强较弱,受力较小,这样球就摆向距球近的一极板。当球与这极板相接触时,与上面同样的道理使球又摆回来。持续加电,球就在两极板间往复摆动,并发出乒乓声。关闭电源后,则导体小球会因惯性,在一段时间内做微小摆动,最后停止在平衡位置。将金属球调节在两极板中间,因小球两边电场力几乎相等,故球不动。
实验操作方法:
1.将两极板分别与静电高压电源正负极相接。调节系有小球的有机玻璃棒,使球略偏向一极板。
2.开启高压电源,可以看到金属球在两板之间来回摆动。
3.演示完成后,关闭电源并进行人工放电。
注意事项:
1.操作过程中,不要触摸实验设备,以免触电。
2.关闭电源后,取下电源任一极接头,与另一极接头相碰触人工进行放电,以确保仪器设备和操作者的安全。
3.晴天演示电源电压应降低些,阴天演示电源电压应提高些。
辉光球
用途:
通过实验可演示静电场中的辉光放电现象。
实验原理:
辉光球又称为电离子魔幻球。它在一个高强度玻璃球壳内充有稀薄的惰性气体(如氩气等),玻璃球中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板,通过电源变换器,将12V低压直流电转变为高频的高压电加在电极上。
通电后,震荡电路产生高频电压电场,由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射,产生神秘色彩。由于电极上电压很高,故所发生的光是一些辐射状的辉光,绚丽多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。
辉光球工作时,在球中央的电极周围形成一个类似于点电荷的场。当用手(人与大地相连)触及球时,球周围的电场、电势分布不再均匀对称,故辉光在手指的周围处变得更为明亮,产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲,随手指移动起舞。
实验操作方法:
实验时只须把仪器电源打开即可进行演示。
注意事项:
1.在实验过程中,不要用手或其它的硬物敲打玻壳,以免造成损坏。
2.实验结束后即关断电源。
仿真雷电
用途:
本仪器用于演示天气放电的雷电现象。
实验原理:
把高压静电电源的两极分别与避雷针演示实验装置的上下极板连接,打开高压静电电源并逐步缓慢地提高电压,在演示装置的避雷针尖端就会产生电晕放电,大量的电荷被从尖端释放出去,避免了强烈放电的雷击现象。若此时用一块有机玻璃板隔在避雷针和上极板之间,由于尖端放电被阻止了,于是代表建筑物的圆球和上极板间就会产生强烈放电现象,雷击就发生了。
避雷针通过尖端放电产生的电晕把大量的静电电荷释放到空间,使建筑物和云层间积累的静电高压降下来,从而避免了瞬间的强烈放电现象(即雷击),保护了建筑物。
实验操作方法:
接好连接线,打开电源就能观察到现象。
注意事项:
1.做这个实验时静电电源的电压不宜调得过高,只要在用有机玻璃挡住避雷针尖端放电时能使圆球顶部放电即可。
2.由于电源电压较高,关闭电源后,故应取下电源任一极接头,与另一极接头相碰触人工进行放电,以确保仪器设备和操作者的安全。
3.晴天演示电源电压应降低些,阴天演示电源电压应提高些。
涡 旋
用途:
本仪器用于演示漩涡的形成现象。
实验原理:
当流体物质受到外界的转动力矩时,液体会围绕中心轴进行旋转。而旋转物体的质点在离轴心不同位置所受到的惯性离心力随着半径的减小而加大,这就产生一股把旋转流体向外排斥的力。因此,在旋涡中心附近流体内的压强降低,旋涡边缘附近流体内的压强增大。当流体被局限在一个竖直的圆筒内旋转时,就会形成周围高中心低的漩涡形状。流体旋转的转速越高,漩涡的形状越突出。
仪器简介:
本实验仪器采用水流的旋转来演示漩涡的现象。自然界的漩涡常见的有气流漩涡和水流漩涡。在漩涡的中心由于受离心力的作用,中心处的压力要明显比周围低。比如:台风和龙卷风中心处的气压就比正常情况下低得多,因而龙卷风可以把地面的东西卷到空中。而海上的巨大漩涡也由于中心处的压力很低,故可把轮船吸入海底。在本演示实验中可看到在漩涡的中心水位明显比四周低很多,表明中心处的压力比周围低。
实验操作方法:
打开电源,使液体泵沿有机玻璃圆筒喷射水流,随着水流的旋转很快就形成了漩涡。
注意事项:
在实验前要检查有机玻璃圆筒中的水位情况,水位不能过低,以免水泵空转。