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我们制作了神奇的特斯拉线圈!还用打火机改造了“火箭”!

发布时间:2017年10月20日点击数: 123 次

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灯泡可以自己发光?

 

一只两块钱的打火机就能造出“火箭”?

 

是的,你没看错!

 

欢迎来到 不讲道理的 神奇的物理世界!

 

      刚刚结束不久的8天小长假,是不是让大家感觉美滋滋?然而,国际部的小伙伴却在“吐槽”:老师太“凶残”啦,别人的假期作业是写游记,而我们却要与电磁感应、动量守恒定律死磕到底——制作特斯拉线圈简易版火箭

 

 

 特斯拉线圈 

 

      不需要连接电源就能让灯泡发光?这听起来似乎更像魔术,不过,国际部2016级AP班的小伙伴们用实验告诉大家,这的确是真实存在的!

 

这只灯泡并没有连接任何电源线哦~

 

      让灯泡发光的装置叫做“SGTC特斯拉线圈”(Spark Gap Tesla Coil),也叫做火花间隙特斯拉线圈,是特斯拉线圈的一种,其主要原理就是著名的电磁感应。

 

      那么,这个装置可以做什么呢?它可以被用在游戏或艺术方面,比如制造人工闪电,如下图。(友情提醒:实验有风险,请勿随意模仿)

 

 

       当然,特斯拉线圈还拥有更具意义的用途,比如实现电能的无线传输,其产生的高频电压击穿空气,从而产生无线发电的效果。这也是灯泡为什么不连接电源就能发光的原因。是不是很神奇呢?

 

     

      一般的实验也许几分钟搞定了,但制作SGTC特斯拉线圈却不是一件可以快速搞定的事情。据小伙伴们说,当收集好材料之后,组装一般需要5个小时左右。

 

      首先是手工绕线,将铜线绕成一个线圈(如上图)。然后设计好电路,焊接上电压为9V的电池、电容器和三极管等电学元件。于是,一只SGTC特斯拉线圈就完成了。这时,你拿着灯泡靠近线圈,灯泡就会自动点亮哟~

 

简易版“火箭”

 

      旅行时最烦恼的是什么?堵车、转机、航班延误……将有限的假期浪费在路上,这还真是够闹心的!但在最近,太空探索技术公司SpaceX称,如果将用于太空探索的火箭技术应用到地球旅行上,那么,从纽约到上海仅需39分钟。心动吗?

 

     

      火箭为什么这么快?想必大家应该都有所了解,火箭燃料燃烧时喷发的气体所带来的巨大反冲,让火箭拥有了可以脱离地心引力的高速。为了更加真切的体验“反冲”,国际部2016级IB班的小伙伴做了个简易版“火箭”的实验!

 

 

      首先,将打火机上的电打火装置拆卸下来,连接上导线,组成火箭瓶的远距离点火装置,以保证实验的安全性。然后用废旧的PVC管做一个支架。接下来,将注入了高浓度酒精蒸汽的废弃塑料瓶安置在支架上。到这里准备工作就完成了!

 

      最后,通过远距离点火装置点燃瓶内的酒精蒸汽,迅速燃烧的酒精产生向后喷发的气体,从而推动火箭瓶顺利发射!其实,同学们DIY的“火箭”利用的是动量守恒定律,通过酒精燃烧带来的反冲效果使得瓶子能够被发射出去。

 

张昕童:IB物理认证教师、AP物理认证教师

 

      物理是一个充满奇迹的学科,就像特斯拉线圈可以在无线的情况下让灯泡发光一样,物理界还有非常多的奥秘等待我们的发掘!

 

      作为老师,我相信每个学生都拥有探索世界的好奇心,我不会把结论灌输给小伙伴们,而是通过这些神奇的物理小实验,引导同学们自主探究,既严谨又不乏趣味性。

 

      通过亲手DIY将理论知识用到实际生活中,可以让学生深切感受到物理学科的魅力,也能获得成就感,体验到学习物理的乐趣!

 

      国际部的小伙伴们在高中阶段会接触到各种各样的实验。在物理、化学、生物等学科的学习中,大家通过实际操作,不仅提高了动手能力,也能将理论和实践相结合,引导同学们去深入地思考和探究。

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