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不接电源灯泡也能亮?学会你也能掌控电磁波

2024-04-22 中科院物理所 阅读:
 一个多世纪前,人们发现了电磁现象 这种东西看不见、摸不着 但它的确存在 区别于有线电的是,利用它是不需要导线的···

  一个多世纪前,人们发现了电磁现象 这种东西看不见、摸不着 但它的确存在 区别于有线电的是,利用它是不需要导线的。vZLednc

因此人们把被利用的电磁波称为无线电 无线电波在我们的生活中无处不在 我们的手机、电台、雷达都离不开它。vZLednc

有什么办法能直观地感受到它的存在呢? 随小编一起动手 来重现经典的赫兹实验吧!vZLednc

实验器材vZLednc

锡纸、导线、软铁丝、铁钉两个、发光二极管或小灯泡、打火机内的电子打火器、所标杯vZLednc

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实验步骤 第一步: 将打火机里拆出来的的电子打火器用导线连接到两个铁钉上,将铁钉固定在支架上,使两个尖端相对。(Tips:可以使用现成的架台,也可以像小编这样用木棍和泡沫箱diy一个简单的小支架哦~)vZLednc

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调整两个尖端的距离,使尖端距离非常贴近但不接触。钉子的间距调整到按动打火器时,会在铁钉尖上看到劈啪作响的电火花。 第二步: 在两个铁钉尾部分别绑上一段铁丝,之后在铁丝上盖上锡箔纸,作为发射天线。vZLednc

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第三步: 类似地,将发光二极管两端也连接上铁丝,将铁丝水平拉直,方向平行于锡纸,放置在锡纸后方距离较近的地方。vZLednc

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第四步: 按动打火器,发现在观察到电火花的同时,发光二极管也被点亮。(如果光线太强可以关灯拉上窗帘,方便观察~)vZLednc

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用另一个白色的发光二极管,换个角度再来观察一下。没有连接电源,为什么发光二极管会发光呢,电流从哪里来?vZLednc

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原理解说vZLednc

这个实验用生活中常见的道具,复现并致敬了物理学史上赫赫有名的赫兹实验。赫兹实验证实了电磁波的存在。vZLednc

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赫兹的实验设备丨图源网络vZLednc

我们的装置分为两部分,第一部分是由打火机的打火器作为电火花发生器,通过铁钉连接到两个锡纸片作为发射天线。第二部分是一个接收器,离发生器不远,由两根铁丝组成接收天线,连接着二极管。打火器放电瞬间后,电荷便经由电火花在铁钉间振荡,频率高达数百万,此时就会产生电磁波。电磁波经由发射天线放大发射,之后在接收天线被接收到,在二极管两端产生感应电压,从而让发光二极管发光。vZLednc

赫兹的发现具有划时代的意义,它不仅证实麦克斯韦的电磁理论,更为无线电、电视和雷达的发展找到了途径。当时,因为是赫兹验证了电磁波的存在,所以电磁波直接被称为“赫兹波”,直到多年以后,才改叫“电磁波”。vZLednc

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打火机打火器的内部结构丨图源网络vZLednc

另外,打火机内的打火器想来很多人都玩过,这里面明明没有电池,为什么能电到手微微发麻?其实,这是由于压电陶瓷的所产生的,当按下电子打火机给压电陶瓷施加外界压力的时候,压电陶瓷两端就会瞬间产生数万伏的高电压,会在尖端形成一个电火花,从而点燃火焰。不过由于是瞬间放电,不会对人体造成伤害,只会让你感到有点酥酥麻麻。vZLednc

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责编:Ricardo
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