辉光球电场的探究.docx

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1、辉光球电场的探究辉光球又称为电离子魔幻球，它的外观为高强度玻璃球壳，球内充绚丽多彩，光辉四射，常被用于娱乐场所作为装饰之用，如下图。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，利用它我们可以在？电场？教学中模拟静电场的许多性质。【实验方法】1 .将高频、高压电加在辉光球中心电极上，在很短的时间内可以把它当静电场处理。观察现象，它的电场有什么特点？2 .如下图，用手接触在玻璃壳上并在其上移动时，现象有什么特点，你能提出什么问题，怎样解释？3 .取只一鼠管，手拿其一端，另一端与魔幻球相靠近，如图7所示，操作中看到什么现象？说明什么问题？4 .手持鼠管沿球的径向球面移近，到达某一位置时再

2、将鼠泡在此处转过900角与径向垂直，操作中看到什么现象？说明什么问题？5 .如果辉光球用金属网包住，再用试电笔重做上述实验，又会怎样呢？如何解释？6 .分别用书本、乒乓球拍、泡沫塑料板、铝板等隔在辉光球与手持的武管之间，看看这些东西对电场有什么影响？看到什么现象？怎样解释？【现象解释】辉光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压高频电压加在电极上中心是一个黑色球状电极，无穷远处或周围接地物是另一电极，极性随高频电压变化而变化。球内充有稀薄的惰性气体如灵气等，通电后震荡电路产生高频电压电场，球壳内的稀薄气体分子被运动的带电粒子碰撞电离产生辉光现象，由于气体密集程度较小

3、，所以辉光总体按电场线的路径显示，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光辉四射。如下图为手触球壳前后的电场线分布情况，不再均匀对称，那么为什么辉光线向手这一边转移？当手掌接触球壳一局部时，相当有一个电极从无穷远周围接地物移到球壳上，此时可以看成是两个电容并联，如下图，电势差相等，电容大的其上的电荷量也越大，电荷密度也越大，电场也就越强，在球与手之间形成通路，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，好似存在一种“惯性的记忆。辉光球周围存在一个高压电场，把氤管靠近辉光球时，氤管两端有一个电压，两者中充有稀有气体，只需几十伏电压就管里面的气体就会

4、电离发光。所以当手持氤管沿球的径向球面移近，到达某一位置时就泡发红光；当氤泡在此处转过900角与径向垂直时，由于辉光球电场为球状辐射电场，氤管两端电压为零，气体不会电离发光，所以红光消失。改变氤泡的位置重做上述实验，看到的现象都是一致的，而且氤泡沿着径向距离球面越近发光越强。插入接地的金属板，鼠管不再发光，如果插入带绝缘柄的金属板和其他电介质板，氤管仍能起辉，说明它们在电场中被感应或极化，不能对电场起隔离的作用。本实验按照“初感、浅探、深究精心安排物理实验的每一个环节，合理设计思维进展的层次，充分挖掘认知过程的每一思维阶梯，给学生一定的思考时空。一个个演示令学生欢呼雀跃，在与未知的相互吸引与对接碰撞中，从而使学生的思维有序地开展。“教学是一门艺术，它能产生一种迷人的力量。物理教师可利用自己的教学智慧，设计出富有创意的物理实验，并敏锐的捕捉教育的最正确作用点和最正确作用时机，从而产生奇妙美丽、趣味新奇、惊险刺激、出人意料的物理现象，丰富学生情感，打造优质高效的物理课堂。