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你觉得氙气很无聊吗?看看当它兴奋时会发生什么

是一个充满闪电的玻璃管,本月在Reddit上发布后引起了广泛关注,但是什么原因导致了这些看起来毫无来源的带电螺栓在跳舞呢?事实证明,这个看似科幻的装置展示了电场的作用和使霓虹灯发光的相同原理。

视频并没有清楚地显示出来,但灯管的支架就站在一个特斯拉线圈附近,这个线圈本质上是两个与“火花隙”相连的开路,或者两个电极之间产生火花的间隙。线圈可以产生数千伏但电流很小的电场,这使得它比触摸墙壁插座更安全,因为墙壁插座的电流很大但电压很小。这是因为,即使电压(推动电子沿电流运动的压力)很低,大电流(电流中流动的能量)也可能是危险的。但是一个小电流即使在高电压下也不那么危险。“KDSPE”“KDSPs”Carl Willis是新墨西哥的一个核工程师,他建造类似的艺术项目,在一封电子邮件中告诉生命科学,一种特斯拉线圈可以在它周围产生一个电场,它每秒改变几十次或几十万次。如果你把一个充满气体的管子放在它附近的低压下,电场会激发气体原子,把电子从原子中剥离出来。结果呢?带正电的离子(那些被剥离的气体原子)和电子(带负电的)移动到管子的另一边。[尼古拉·特斯拉与托马斯·爱迪生:谁是更好的发明家?]

最初,这会产生我们看到的火花,因为电离过程——当气体的电子被剥离时——会产生光。通常情况下,光不会持续很长时间,因为离子和电子都会聚集在管的两端,就是这样。但当电场反向时,它们没有时间适应新的位置。相反,一些电子和离子重新结合形成中性原子,当现在的反向场驱动带电粒子改变方向时,中性原子又被电离。

Reddit用户管内的气体似乎是氙,管内的压力约为每平方英寸1磅,Willis指出。(氙气是典型的蓝色。)

如何连接到霓虹灯

如果不是把管子放在一个连接两个电极的电子管里(两端各一个电极),而是用一个普通的电流源充电,比如墙上的插座,而不是特斯拉线圈。霓虹灯和荧光灯就是这样。(后者之所以呈现白色,是因为灯泡内部涂有一种材料,在紫外线照射下会发出白色的光,紫外线就是灯泡内部产生的光。)电流源的电子撞击到气体原子周围的电子中,激发它们,并导致光子光的释放。霓虹灯的特征波长是红色。

在典型的荧光灯泡中,水银气体与氩、氪或氙混合,具体取决于品牌。(例如,氙气灯在汽车前照灯中很受欢迎)这样,来自电极的电流就起到了视频中充氙管的电场所起的作用。事实上,人们可以让荧光灯和霓虹灯在电场的作用下亮起来——正如Florian Dussopt Design Studio的“EM Table”所示,它可以在周围产生一个小的电磁场。

一个人可以在家里做到这一点——特斯拉线圈的应用非常广泛,许多艺术家在这里出售放电管和电场装置。

最初发表在《生命科学》杂志上。

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