“闪电男孩”背后的科学奥秘

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  在世界各国,都有一些爱好者玩人造闪电的游戏,其原理其实十分简单,是利用高压电进行尖端放电。不过,不能直接用高压电线来玩这种游戏,需要把常规的220伏家用电先升压。给电升压的装备就是“闪电男孩”所用到的特斯拉线圈,它实际上就是人造闪电的发生器。与不可控的高压电线相比,这种装置产生的高压是可控的。
  特斯拉线圈是一种使用共振原理运作的变压器,是美国科学家尼古拉·特斯拉在1891年发明的。特斯拉当时发明这种线圈当然不是用来制造闪电,而是希望用这种线圈做一些实用性实验,比如用它来开发高亮度照明器、产生荧光光谱和x射线的仪器、电疗仪器、无线电力传输等。
  然而,特斯拉期盼中的这些实际用途直到现在都没有实现,特斯拉线圈也一度在科学史上默默无名。直到有人发现可以利用特斯拉线圈制造人造闪电之后,人们又再不断关注这种奇特的装置,世界各地的一些爱好者开始以游戏或艺术的目的来制造特斯拉线圈。
  特斯拉线圈的主体部分是盘成蚊香状的主线圈和—根柱状的二极管圈,顶端有一个球状的放电装置。闪电制造者身穿特殊制造的绝缘防护服,就可以避免闪电对自己的危害了。特斯拉线圈除了可以在人体表面放电外,一些物品经过特殊防护后也可以放电。一些艺术家为了人造闪电的照片呈现节日烟花般的绚丽效果,特意在照相机上方安装了一个滤色转盘,让人造闪电呈现出不同的颜色。如果利用超长曝光的摄影技术,可以在同一张照片中展示长达十门秒的闪电叠加出来的效果。
  特斯拉线圈的制造需要深厚的电工基础知识,而且需要可靠的防护措施,最好是有专业人士的指导,否则将十分危险,因为这种装置可以轻易将普通电压升至几十万伏高压,如果不小心触电,将造成严重后果。因此,对于这种危险度极高游戏,特斯拉线圈爱好者常常警告观众:“敬请欣赏,严禁模仿!”家长要对孩子正确引导,让孩子在看过有关“闪电男孩”的节目之后,不要贸然地去制造人造闪电。
  在特斯拉线圈的各种可能的实际用途中,被人们最看好的是无线电力传输,因为这种线圈不但可以无线发射电能,还可以无线接收电力。因此,“闪电男孩”的一个愿望是将来能够利用特斯拉线圈来接收来自天空中的闪电,并把这些闪电的能量收集起来供给千家万户。
  闪电的能量十分惊人,一次闪电的功率就可能达到几十万瓦。但是,为什么至今人们还没有利用闪电呢?这是因为闪电发生时间短至几十毫秒,电压则高达数百万伏,很难捕捉。而特斯拉线圈则是捕捉闪电的可能性工具之一。虽然“闪电男孩”的愿望实现起来比较难,但也并非完全不可能。我们期盼着他获得成功的那一天!
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