輝光球演示實驗報告

2020-10-06 報告

　　篇一：大物演示實驗報告關于輝光球的研究和利用

　　臨近期末，我們迎來了第二次物理演示實驗，此次演示實驗主要是電磁學相關，在實驗室里，老師為我們演示了雅各布天梯、靜電除塵演示儀、避雷針原理展示、磁懸浮展示等奇妙有趣的實驗，雖然磁學實驗有些儀器已經不能使用，但這絲毫沒有影響大家的興趣，其中最能吸引我的是輝光球。

　　打開儀器電源開關后，輝光球發出紅藍的光，用指尖觸及輝光球，輝光在手指的周圍處變得更為明亮，產生的弧線順著手的觸摸移動而游動扭曲，隨手指移動起舞。當電壓調到臨界值后，輝光球熄滅，但如果周圍有聲響便又會亮起來，這一現象十分新奇。

　　查閱資料后我了解到，輝光球發光是低壓氣體在高頻強電場中的放電現象。玻璃球中央有一個黑色球狀電極。球的底部有一塊震蕩電路板，通電后，震蕩電路產生高頻電壓電場，由于球內稀薄氣體受到高頻電場的電離作用而光芒四射。那么光路為什么會隨著手指移動呢？輝光球工作時，在球中央的電極周圍形成一個類似于點電荷的場，當用手（人與大地相連）觸及球時，球周圍的電場、電勢分布不再均勻對稱，故輝光在手指的周圍處變得更為明亮。

　　低壓氣體輝光放電現象在生活中不僅僅可以做觀賞使用，也有廣泛的實際應用，例如日光燈、霓虹燈等等。我們可以利用臨界電壓制作聲控霓虹燈，用在舞臺之類的地方，會有很好的效果。另外，除了手指還會有別的因素影響球周圍的電勢、電場分布，所以利用這一點輝光還可以用來檢測。

　　篇二：輝光球實驗報告

　　實驗現象：輝光球，外觀為直徑約15cm的高強度玻璃球殼，球內充有稀薄的惰性氣體，玻璃球中央有一個黑色球狀電極。球的底部有一塊震蕩電路板，通過電源變換器，將12V低壓直流電轉變為高壓高頻電壓加在電極上。通電后，震蕩電路產生高頻電壓電場，由于球內稀薄氣體受到高頻電場的電離作用而光芒四射，產生神秘色彩。由于電極上電壓很高，故所發生的光是一些輻射狀的輝光，絢麗多彩，光芒四射。原理：

　　實驗中，用手指輕觸玻璃球的表面時，球內產生彩色的輝光。這其實是氣體分子的激發、碰撞、電離、復合的物理過程，玻璃球內充有某種單一氣體或混合氣體，球內電極接高頻壓電源，手指輕輕觸摸玻璃球表面，人體即為另一電極，氣體在極間電場中電離、復合、而發生輝光。在通常情況下，氣體中的自由電荷極少，是良好的.絕緣體。但在某些外界因素（如紫外線、X射線以及放射線的照射，或者氣體加熱）的作用下，氣體分子可發生電離，氣體中出現電子和離子，這時在外電場作用下，電子和離子作定向漂移運動，氣體就導電。通常把氣體放電粗分成兩種類型：依靠外界作用維持氣體導電，且外界作用撤除后放電即停止的，稱為氣體的被激導電；不依靠外界作用，在電場作用下能自己維持導電狀態的，稱為氣體的自激導電。

　　氣體的導電規律：

　　在充有氣體的密封玻璃管內裝有兩個電極，把它們與電源的正負極相連，并逐漸增加電壓。當電壓V較小時，電壓V與電流強度I的關系服從歐姆定律。當V增加到飽和時，電流達到飽和值。如果電壓繼續升高，電流又隨著電壓的升高而升高。在這一階段中，因為電子與正離子在分別向陽極和陰極運動的過程中獲得了較大的動能，當他們與中性分子碰撞時，足以使中性分子電離，從而產生出新的電子和離子。上述的導電過程都是必須依賴于外界的電離作用而維持的，屬于氣體被激導電。當兩電極間的電壓進一步增加時，電流將突然增加，同時極間電壓突然下降。這是因為產生了雪崩式的碰撞電離。此時即使撤去外界的電力作用，導電過程仍然繼續進行，這種現象稱為氣體的自激導電。

　　在氣體自激導電時，往往伴有發聲、發光等現象。當氣體由被激導電過渡到自激導電時，我們說氣體已被擊穿或已被點燃。使氣體擊穿的最小電壓D稱為擊穿電壓。氣體擊穿后，由于氣體的性質、壓強、電極的形狀和距離、外加電壓以及電源的功率的不同，而可能采取輝光放電、弧光放電、火花放電及電暈放電等形式。

　　輝光放電是低壓氣體中伴有輝光出現的自激導電。

　　相關應用：

　　霓虹燈，日光燈，人體輝光（疾病輝光，愛情輝光，意識體能輝光）等。

　　總結：

　　輝光球是一個很好看，很好玩，也很有應用價值的實驗。

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