小学生最爱100个小实验——电流通过火焰（等离子体）[No.008]

现象

两根针之间发出闪电般的光

解释

光本质上是与闪电相同的放电现象。在将火焰夹在两个针（电极）之间并施加高压时，会发生放电，电流流过空气。用作电源的是打火机的点火装置（一种压电元件）。空气原本是一种不容易导电的物质，但是由于压电元件会瞬间产生高电压，因此放电能在很短的距离内发生。

如果电极之间的距离增加到一定程度，由于空气的绝缘特性而不会发生放电。那么，为什么电极之间有火焰使它们放电距离变得很远呢？

火焰被认为是等离子体的一种特殊状态，而不是固体，液体或气体。当气体被加热到高温时，构成该气体的原子和分子发生剧烈碰撞，并分为带正电的阳离子和带负电的电子。这种状态就是等离子体，其性质不同于普通气体。其中之一是电导率更高，这使电更容易通过。即使在通常不导电的气体中，电子也会在等离子体中自由流动，在施加电压时电流也会产生。

所需材料

实验中使用的材料的详细信息

・立挡可用书架立挡

Step 1——如图，用夹子将导线连接到压电元件。

Step 2——用胶带将另一个夹子固定到书夹上。如图，夹子保持在同一个高度上：

Step 3——将针插入到夹子中，使针尖指向彼此成一直线。如图：

Step 4——将针之间的距离设置为约5 mm，戴上橡胶手套并按压电元件以检查是否发生放电。如图：

Step 5——逐渐增加针之间的距离，直到放电完全停止。如图：

Step 6——在（5）的状态下，打开打火机，以使火焰在针之间进入；按下压电元件，观察到火焰再次引起了放电。

成功实验的技巧

・按压点火用压电元件时，在正负极之间会产生高电压。除了照片和插图中介绍的形状外，还有各种类型的形状，例如电极引线和金属端子，注意选择合适的压电元件。
・如果火焰颜色太亮，则很难看到放电。调节打火机的气量以减轻火焰的颜色，或更换火焰周围的背景使其更易于观察。

什么是等离子体？从日常生活到外太空的等离子世界