辉光球

实验现象： 辉光球，外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳，球内充有稀薄的惰性气体，玻璃球中央有一个黑色球状电极。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。 通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射，产生神秘色彩。由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射。 原理：

实验中，用手指轻触玻璃球的表面时，球内产生彩色的辉光。这其实是气体分子的激发、碰撞、电离、复合的物理过程，玻璃球内充有某种单一气体或混合气体，球内电极接高频压电源，手指轻轻触摸玻璃球表面，人体即为另一电极，气体在极间电场中电离、复合、而发生辉光。在通常情况下，气体中的自由电荷极少，是良好的绝缘体。但在某些外界因素（如紫外线、X射线以及放射线的照射，或者气体加热）的作用下，气体分子可发生电离，气体中出现电子和离子，这时在外电场作用下，电子和离子作定向漂移运动，气体就导电。通常把气体放电粗分成两种类型：依靠外界作用维持气体导电，且外界作用撤除后放电即停止的，称为气体的被激导电；不依靠外界作用，在电场作用下能自己维持导电状态的，称为气体的自激导电。

气体的导电规律：

在充有气体的密封玻璃管内装有两个电极，把它们与电源的正负极相连，并逐渐增加电压。当电压V较小时，电压V与电流强度I的关系服从欧姆定律。当V增加到饱和时，电流达到饱和值。如果电压继续升高，电流又随着电压的升高而升高。在这一阶段中，因为电子与正离子在分别向阳极和阴极运动的过程中获得了较大的动能，当他们与中性分子碰撞时，足以使中性分子电离，从而产生出新的电子和离子。上述的导电过程都是必须依赖于外界的电离作用而维持的，属于气体被激导电。当两电极间的电压进一步增加时，电流将突然增加，同时极间电压突然下降。这是因为产生了雪崩式的碰撞电离。此时即使撤去外界的电力作用，导电过程仍然继续进行，这种现象称为气体的自激导电。

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物理演示实验报告

——辉光球的来龙去脉

姓名： 万梦洁 学号： 090341225 学院： 计算机学院 班级： 090341B

学期中旬，我们做了第二次的物理演示实验，不得不感叹，物理真的很奇妙，学校的实验室为我们提供了大量的趣味物理实验，帮助我们理解物理概念，帮助我们体会实验构思的巧妙，帮助我们把理论与实践更好的结合起来，帮助我们开阔知识视野。

在实验中，令我印象深刻的就是这个漂亮的辉光球，下课之后，我查阅了大量的资料，终于把辉光球的来龙去脉弄清楚了，一下便是我的实验报告。

一、基本资料

辉光球又称为电离子魔幻球。它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳 球内充有稀薄的惰性气体（如氩气等），玻璃球中央有一个黑色球状电极。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。

通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的 电离作用而光芒四射，产生神秘色彩。由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。

二、实验原理

辉光球发光是低压气体（或叫稀疏气体）在高频电场中的放电现象。玻璃球 中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板，通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射。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。当用手（人与大地相连）触及球时，球周围的电场、电势分布不再均匀对称，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。

三、相关介绍

在日常生活中，低压气体中显示辉光的放电现象，也有广泛的应用。例如，在低压气体放电管中，在两极间加上足够高的电压时，或在其周围加上高频电场，就使管内的稀薄气体呈现出辉光放电现象，其特征是需要高电压而电流密度较小。辉光的部位和管内所充气体的压强有关，辉光的颜色随气体的种类而异。荧光灯、霓虹灯的发光都属于这种辉光放电。

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关于辉光球的研究和利用

临近期末，我们迎来了第二次物理演示实验，此次演示实验主要是电磁学相关，在实验室里，老师为我们演示了雅各布天梯、静电除尘演示仪、避雷针原理展示、磁悬浮展示等奇妙有趣的实验，虽然磁学实验有些仪器已经不能使用，但这丝毫没有影响大家的兴趣，其中最能吸引我的是辉光球。

打开仪器电源开关后，辉光球发出红蓝的光，用指尖触及辉光球，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。当电压调到临界值后，辉光球熄灭，但如果周围有声响便又会亮起来，这一现象十分新奇。

查阅资料后我了解到，辉光球发光是低压气体在高频强电场中的放电现象。玻璃球中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板，通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射。那么光路为什么会随着手指移动呢？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，当用手（人与大地相连）触及球时，球周围的电场、电势分布不再均匀对称，故辉光在手指的周围处变得更为明亮。

低压气体辉光放电现象在生活中不仅仅可以做观赏使用，也有广泛的实际应用，例如日光灯、霓虹灯等等。我们可以利用临界电压制作声控霓虹灯，用在舞台之类的地方，会有很好的效果。另外，除了手指还会有别的因素影响球周围的电势、电场分布，所以利用这一点辉光还可以用来检测。

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·实验名称

辉光球实验

·实验目的

       1、探究低气压气体在高频强电场中产生辉光的放电现象和原理。

2、探究气体分子激发，碰撞，复合的物理过程。

·实验原理

辉光球发光是低压气体（或叫稀疏气体）在高频强电场中的放电现象。玻璃球中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板，通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射。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。当用手（人与大地相连）触及球时，球周围的电场、电势分布不再均匀对称，故辉光在手指的周围处变得更为明亮。

·实验仪器   辉光球

·实验内容与步骤

1.打开电源开关，辉光球发光；

2.用指尖触及辉光球，可以看见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。

·实验感想

这次的大学物理实验课让我受益颇多。

首先，我加深了对静电的认识。

第二，加强了自己的动手能力，现在的大学是很注重动手能力的，实验和理论的结合在大学是很普遍的，大学物理课给了我提供了一个很好的实践平台。光靠老师在课堂讲的理论知识是远远不够的，将所学的知识在实际生活中应用起来是很重要的。

 第三，物理实验也能够增加了自己的耐心。物理实验远远没有想象中那么简单，要想做好一个实验，容不得半点松懈。物理实验正是这样一门培养我们耐心、恒心和信心的课程。

第四，实验培养了自己严谨的研究态度。实验过程中，

进行简单的验算，对于实验中产生的较大误差，不能马虎了事，一定要找到产生误差的原因。

在这些次实验中，我发现了自己的很多不足，操作比较慢，动手能力不够强，探索方式有待改善，创新意识还不够，数据处理的能力不够好。这些不足之处我将会努力改善，克服困难，通过学习、实践等方式不断提高。物理实验让我们有了更多实践的机会，教会我们实践中出真理，而在碰到问题时，要自己动手去解决问题，而不是坐等别人去教你，这正是我们在以后的学习中需要的精神，

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大学物理演示实验观后感

电子信息工程 专业 学生 柳 咏 学号 1204451148

今天上午我们很高兴的到理学院参观了大学物理演示实验室，尽管天气很冷，但是我们的热情很高，毕竟这对我们来说是一个全新的领域，是我们之前从未接触过的东西。在老师的带领下，我们参观并亲自操作了一些实验。在这次的演示实验课中，我见到了一些很新奇的仪器和实验，一个个奇妙的实验吸引了我们的注意力，通过奇妙的物理现象感受了伟大的自然科学的奥妙。给我印象深刻地有以下几个实验。

一． 锥体上滚

在演示实验室，老师首先给我们演示的是锥体上滚实验。其实验原理是：能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理，其核心在于刚体在重力场中的平衡问题，而自由运动的物体在重力的作用下总是平衡在重力势能极小的位置。

通过这个实验，我们知道了有时候现象和本质完全相反。

二．电磁炮

接着我们又做了电磁炮的实验。电磁炮是利用电磁力代替火药爆炸力来加速弹丸的电磁发射系统，它主要有电源、高速开关、加速装置和炮弹组成。

根据通电线圈磁场的相互作用原理，加速线圈固定在炮管中，当它通入交变电流时，产生的交变磁场就会在线圈中产生感应电流，感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场相互作用，使弹丸加速运动并发射出去。

我们将炮弹放入炮管中距尾部25cm左右，按下启动按钮发射了炮弹。虽然炮弹的射程很小，但我们都觉得很奇妙，做的很开心。

三．会飞的碗

会飞的碗是用来展示流体力学和空气动力学中的有关伯努利定理的知识。碗之所以会悬浮在空中，是由于伯努利定理造成的，因为在质量均匀的气流中，其流动速度越大，压力就越小；而其流动的速度越小，其压力越大。气流冲击着碗，不让它落下。碗若跳出气流，周围的空气就会把它推回到气流里，因为周围的空气速度小，压力大，而气流里的空气速度大，压力小，压力差使碗可以稳定的悬浮于空中。

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大物演示实验论文

大型辉光球

一、基本资料

辉光球又称为电离子魔幻球。它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳

球内充有稀薄的惰性气体（如氩气等），玻璃球中央有一个黑色球状电极。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。 　　

通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的

电离作用而光芒四射，产生神秘色彩。由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。

二、实验原理

辉光球发光是低压气体（或叫稀疏气体）在高频电场中的放电现象。玻璃球

中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板，通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射。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。当用手（人与大地相连）触及球时，球周围的电场、电势分布不再均匀对称，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。

三、相关介绍

在日常生活中，低压气体中显示辉光的放电现象，也有广泛的应用。例如，在低压气体放电管中，在两极间加上足够高的电压时，或在其周围加上高频电场，就使管内的稀薄气体呈现出辉光放电现象，其特征是需要高电压而电流密度较小。辉光的部位和管内所充气体的压强有关，辉光的颜色随气体的种类而异。荧光灯、霓虹灯的发光都属于这种辉光放电。 　　

霓虹灯，即氖灯。是一种冷阴极放电管，把直径为12-15毫米的玻璃管弯成各种形状，管内充以数毫米汞柱压力的氖气或其他气体，每1米加约1000伏的电压时，依管内的充气种类，或管壁所涂的荧光物质而发出各种颜色的光，多用此作为夜间的广告等。若把电容器接在霓虹灯两极上，则可做成时亮时灭的霓虹灯广告。电容器的电容大，亮灭循环的时间长；电容器电容小，则亮灭的时间较短。霓虹灯需要电压较高。灯管越细，越长需要的电压就越高。 　　

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