展示目的及科学原理
旨在让观众通过各类有趣、惊奇的放电现象,自主地对电磁学产生好奇;并结合装置将著名科学家法拉第、特斯拉等人的历史性经典实验加以组合,使有惊无险的电磁现象生动再现,让观众了解历史上科学家所做的捕捉电、存储电等电学实验;且在观看展教表演中,对电学产生深刻印象,感知勇于挑战权威的科学精神。
操作方式
1.富兰克林风筝实验:
为了揭开雷电之谜,1752年富兰克林和儿子一起用丝绸等材料,做成了一只特大号的风筝,在风筝的骨架装上了金属丝,在末端拴上了一把钥匙。等天空快要下雨的时候,他们将风筝放到空中。闪电划过,风筝上原本松散的纤维,伴随雷电立即直立了起来,仿佛是有一种看不见的力量操控着一般。富兰克林感觉到握着风筝线的手突然有些麻木,他小心翼翼地将手伸向钥匙,钥匙上突然蹿起了一串火花。这一现象证明了:雷电的性质和发电机产生的电性质是相同的。
2.风筝实验原理:
在导体的带电量及其周围环境相同情况下,导体尖端越尖,尖端效应越明显。这是因为尖端越尖,曲率越大,面电荷密度越高,其附近场强也就越强。在同一导体上,与曲率小的部位相比,曲率大的部位就是尖端。因此,设备的边、棱、角相对于平滑表面,管道的喷嘴相对于管线,细导线相对于粗导线,人的手指相对于背部等等,前者都可认为是尖端,都容易产生尖端效应。而且,即使带电体没有尖端,而与之相邻近的接地导体具有尖端,它们之间也会产生尖端效应。此时,由于静电感应,在接地体的尖端处会感应出异相电荷,并容易与带电体之间发生放电。
随着研究深入,富兰克林根据实验原理制造出了世界上第一个避雷针。
在导体的带电量及其周围环境相同情况下,导体尖端越尖,尖端效应越明显。这是因为尖端越尖,曲率越大,面电荷密度越高,其附近场强也就越强。在同一导体上,与曲率小的部位相比,曲率大的部位就是尖端。
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