基本介紹
- 中文名:輝光球
- 外文名:plasma magic ball
- 稱為:稱為電離子魔幻球
- 直徑:直徑幾十厘米
- 材料:低壓環境或氬氣等惰性氣體
簡介,工作性能,相關介紹,相關套用,
簡介
輝光球又稱為電離子魔幻球。它的外觀為直徑幾十厘米的高強度玻璃球殼,球內充有稀薄的惰性氣體(如氬氣等),玻璃球中央有一個黑色球狀電極。球的底部有一塊振盪電路板,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。
通電後,振盪電路產生高頻電壓電場,由於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。由於電極上電壓很高,故所發生的光是一些輻射狀的輝光,絢麗多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。
工作性能
輝光球工作時,在球中央的電極周圍形成一個類似於點電荷的場。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,產生的弧線順著手的觸摸移動而遊動扭曲,隨手指移動起舞。
相關介紹
輝光球,人們更多的稱之為魔球。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、複合的物理過程,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、複合、而發生輝光。所以輝光球發光是低壓氣體(或叫稀疏氣體)在高頻強電場中的放電現象。在自然界中這種現象也是存在的,北極光就是一種輝光,它是位於海平面以上800-1000公里的高空的氣體,由於受到外界空間高速粒子的轟擊,而發出的冷輝光所形成的極光束。
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,且外界作用撤除後放電即停止的,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,並逐漸增加電壓。當電壓V較小時,電壓V與電流強度I的關係服從歐姆定律。當V增加到關係曲線中的中間段時,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於外界的電離作用而維持的,屬於氣體被激導電。當兩電極間的電壓進一步增加到D時,電流將突然增加,同時極間電壓突然下降,即曲線中的DE段。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。氣體擊穿後,由於氣體的性質、壓強、電極的形狀和距離、外加電壓以及電源的功率的不同,而可能採取輝光放電、弧光放電、火花放電及電暈放電等形式。
相關套用
在日常生活中,低壓氣體中顯示輝光的放電現象,也有廣泛的套用。例如,在低壓氣體放電管中,在兩極間加上足夠高的電壓時,或在其周圍加上高頻電場,就使管內的稀薄氣體呈現出輝光放電現象,其特徵是需要高電壓而電流密度較小。輝光的部位和管內所充氣體的壓強有關,輝光的顏色隨氣體的種類而異。螢光燈、霓虹燈的發光都屬於這種輝光放電。
霓虹燈,即氖燈。是一種冷陰極放電管,把直徑為12-15毫米的玻璃管彎成各種形狀,管內充以數毫米汞柱壓力的氖氣或其他氣體,每1米加約1000伏的電壓時,依管內的充氣種類,或管壁所塗的螢光物質而發出各種顏色的光,多用此作為夜間的廣告等。若把電容器接在霓虹燈兩極上,則可做成時亮時滅的霓虹燈廣告。電容器的電容大,亮滅循環的時間長;電容器電容小,則亮滅的時間較短。霓虹燈需要電壓較高。燈管越細,越長需要的電壓就越高。