篇一 :雅各布天梯演示实验

雅格布天梯演示实验

【介绍】圣经中有这样一个故事:雅各布梦见天使上下天堂的梯子是闪闪发光的,后人便把这梦想中的梯子,称之为雅各布天梯。 该展品由变压器、羊角电极等部分组成。由变压器提供数十万伏的高压,在羊角电极间击穿空气,形成弓形电弧,产生磁场,使电弧向上运动,其运动过程类似于爬梯。当电弧被拉长到600mm左右,所施加的电压再不能维持产生电弧所需的条件,电弧就消失,此时羊角电极底部又会产生新的电弧,形成周而复始的电弧爬梯现象。

雅各布天梯则展示了电弧产生和消失的过程。二根呈羊角形的管状电极,一极接高压电,另一个接地。当电压升高到5万伏时,管状电极底部产生电弧,电弧逐级激荡而起,如一簇簇圣火似地向上爬升,犹如圣经中的雅各布天梯。

在2-5万伏高压下,两电极最近处的空气首先被击穿,形成大量的正负等离子体,即产生电弧放电。

空气对流加上电动力的驱使,使电弧向上升,随着电弧被拉长,电弧通过的电阻加大,当电流送给电弧的能量小于由弧道向周围空气散出的热量时,电弧就会自行熄灭。 说明:在高压下,电极间距最小处的空气还会再次被击穿,发生第二次电弧放电,如此周而复始。

【实验目的】:

通过演示来了解气体弧光放电的原理。

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篇二 :科学体验馆实验报告~雅各布天梯

科学体验馆实验报告

实验名称:雅各布天梯(——大气中的电压击穿现象)

观察与思考:

1、 当你按下控制按钮后,看到了什么现象?

答:当我按下控制按钮后,我观察到了两个电极之间产生明亮的电弧,同时电弧从两个电极的最底端快速向上爬,当电弧到达电极的顶端后消失,然后从电极底部又会产生新的电弧,形成周而复始的电弧爬梯现象。

2、 正常情况下,大气(干燥空气)的电击穿场强是106伏/米,当空气被击穿时,二电极之间将产生电弧,其发光的机理是什么?

答:两个电极通电,使得两极之间的电压升到5万伏左右时,两极之间的空气被击穿,空气被电离,形成大量等离子体,被电离的空气中的原子核外电子从激发态跃迁回基态时,多余的能量以光和热量的形式放出,从而电弧发光。

3、 显然,“天梯”的二电极棒之间有较高的电势差,从你观察到的现象估测,二电极间的电势差有多大?

答:由于在正常情况下,大气(干燥空气)的电击穿场强是106伏/米,两电极最底端之间的距离是5cm左右,最顶端两电极之间的距离是20cm左右,所以两电极之间的电势差Umin=106V/m×0.05m=5×104V,Umax=106V/m×0.2m=2×105V,即两电极之间的电势差大约在5万伏至20万伏。

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篇三 :科学体验馆实验报告~雅各布天梯

科学体验馆实验报告

实验名称:雅各布天梯(——大气中的电压击穿现象) 观察与思考:

1、 当你按下控制按钮后,看到了什么现象? 答:当我按下控制按钮后,我观察到了两个电极之间产生明亮的电弧,同时电弧从两个电极的最底端快速向上爬,当电弧到达电极的顶端后消失,然后从电极底部又会产生新的电弧,形成周而复始的电弧爬梯现象。

2、 正常情况下,大气(干燥空气)的电击穿场强是106伏/米,当空气被击穿时,二电极之间将产生电弧,其发光的机理是什么?

答:两个电极通电,使得两极之间的电压升到5万伏左右时,两极之间的空气被击穿,空气被电离,形成大量等离子体,被电离的空气中的原子核外电子从激发态跃迁回基态时,多余的能量以光和热量的形式放出,从而电弧发光。

3、 显然,“天梯”的二电极棒之间有较高的电势差,从你观察到的现象估测,二电极间的电势差有多大? 答:由于在正常情况下,大气(干燥空气)的电击穿场强是106伏/米,两电极最底端之间的距离是5cm左右,最顶端两电极之间的距

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离是20cm左右,所以两电极之间的电势差Umin=106V/m×0.05m=5×104V,Umax=106V/m×0.2m=2×105V,即两电极之间的电势差大约在5万伏至20万伏。

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篇四 :浅析雅各布天梯演示实验

浅析雅各布天梯演示实验

不得不说,电磁学部分的演示实验极为精彩,现象很美妙,但其内在的原理却大都可以由我们平时所学的知识解释。其中的雅各布天梯引起了我的兴趣,圣经中有这样一个故事:雅各布梦见天使上下天堂的梯子是闪闪发光的,后人便把这梦想中的梯子,称之为雅各布天梯。在此对其中的原理做简单的分析。

实验时,打开电源开关,可看到高压弧光放电沿着“天梯”向上“爬”,同时听到放电时的滋滋声,直到上移的弧光消失,天梯底部将再次产生弧光放电,如此周而复始。

无论是在稀薄气体、金属蒸汽或大气中,当回路中电流的功率较大时,能够提供足够大的电流,使气体击穿,伴随有强烈的光辉,产生高温(几千到上万度),这种气体自持放电的形式就是弧光放电。电弧是空气中的原子核外电子从激发态跃迁回基态时,多余的能量以光子的形式放出。给存在一定距离的两电极之间加上高压,若两电极间的电场达到空气的击穿电场时,两电极间的空气将被击穿,并产生大规模的放电,形成气体的弧光放电。

雅格布天梯中的两电极构成为一梯形,两极间电压有几万伏,下端间距小,因而场强大。其下端的空气最先被击穿,产生大量的正负离子,同时产生光和热,即电弧放电。由于电弧加热,空气的温度升高,空气就越易被电离, 击穿场强就下降,并随着离子热空气的上升,其上部的空气也被击穿放电,结果弧光区逐渐上移,犹如爬梯子一般的壮观。当弧光区上升至一定的高度时,由于两电极间距过大,两极间场强太小,不足以击穿空气,电极提供的能量不足以补充声、光、热等能量损耗,弧光因而熄灭。此时高压再次将电极底部的空气击穿,发生第二轮电弧放电,如此周而复始,形成实验中的现象。

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篇五 :给你讲讲物理实验:雅各布天梯

给你讲讲物理实验:雅各布天梯

实验介绍

给存在一定距离的两电极之间加上高压,若两电极间的电场达到空气的击穿电场时,两电极间的空气将被击穿,并产生大规模的放电,形成气体的弧光放电,并产生磁场,使电弧向上运动,其运动过程类似于爬梯,和圣经中的雅各布做的一梦相类似,因此这个现象就称为雅各布天梯。

雅各布天梯实验演示仪,见实验详析步骤1.实验详析 雅各布天梯的实验器材有各种形式,但原理都是相同的。 实验原理:给存在一定距离的两电极之间加上高压,若两电极间的电场达到空气的击穿电场时,两电极间的空气将被击穿,并产生大规模的放电,形成气体的弧光放电。

雅格布天梯的两极构成一梯形,下端间距小,因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热(空气的温度升高,空气就越易被电离,击穿场强就下降),使其上部的空气也被击穿,形成不断放电。结果弧光区逐渐上移,犹如爬梯子一般的壮观。当升至一定的高度时,由于两电极间距过大,使极间场强太小不足以击穿空气,弧光因而熄灭。

圣经故事:雅各布梦见天使上下天堂的梯子是闪闪发光的,后人便把这梦想中的梯子,称之为雅各布天梯。

简单步骤:打开电源,观察弧光产生。并观察现象。(注意弧光的产生、移动、消失)。

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篇六 :大学物理演示实验报告

大学物理演示实验报告--雅格布天梯实验目的:通过演示来了解弧光放电的原理实验原理:给存在一定距离的两电极之间加上高压,若两电极间的电场达到空气的击穿电场时,两电极间的空气将被击穿,并产生大规模的放电,形成气体的弧光放电。 雅格布天梯的两极构成一梯形,下端间距小,因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热(空气的温度升高,空气就越易被电离, 击穿场强就下降),使其上部的空气也被击

大学物理演示实验报告--雅格布天梯

大学物理演示实验七年级上册地理试卷报告--雅格布天梯实验目的:通过演示来了解弧光放电的原理 实验原理:给存在一定距离的两电极之间加上高压,若两电极间的电场达到空气的击穿电场时,两电极间的空气将被击穿,并产生大规模的放电,形成气体的弧光放电。 雅格布天梯的两极构成一梯形,下端间距小,因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热(空气的温度升高,空气就越易被电离, 击穿场强就下降),使其上部的空气也被击。

电弧比羽毛还轻。

羽毛是实体,有质量,密度比空气大。而电弧是等离子体,本质黄牛课件网就是空气,我们看到的电弧是空气中的原子核外电子从激发态跃迁回基态时,多余的能量以光子的形式放出。所以,电弧所在区域内的密度其实就是空气密度,所以会被热空气带动上升。

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篇七 :大学物理实验报告

大学物理演示实验报告

-------电磁学部分

实验物理和理论物理是物理学的两大组成部分,其发展共同形成整个物理学史的前进足迹,二者相互促进、共同发展。当实验物理中有新的发现、出现新的结果时,就会激励和促进理论物理研究出现新的模型、理论,使人类对自然规律的探索向广深推进。大学物理演示实验更是激发了同学们的试验兴趣和热情,通过奇妙的物理实验增进我们的理论学习!

而上周我们进行了本学期以来的第二次物理演示实验,本次的物理演示实验内容主要是电磁学部分,虽然说在大学电磁学这部分的知识我们还没有接触,不过凭借着在高中所学习的电磁学知识,我们还算是能够入门。经过了这次的物理演示实验,我想在我的收获中最大的就是对电磁学有了具体的了解。在高中的时候,虽然说我们也学习了电磁学这方面的知识,但是我们对于这方面的知识只是停留在理论的层面上,对于电磁学的知识并没有太多的直观的认识。而这次的物理演示实验让我对于曾经看不见摸不着的电磁学有了具体的了解,让我对以后大学物理电磁学的学习有了更大的兴趣和动力。

经过了这次物理演示实验,我想很有必要进行一下这方面的总结,以便于在以后的大学物理的电磁学的学习上有更大的帮助。(由于实验项目较多,我选择了几个我觉得比较好的实验进行说明)

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篇八 :物理演示实验报告

物理实验演示报告

这周三我们参观了物理演示实验,更加深入了解了我们所学的力学、能量、电磁学、波动学和光学。

磁悬浮地球仪

雅各布天梯

圣经中有这样一个故事:雅各布梦见天使上下天堂的梯子是闪闪发光的,后人便把这梦想中的梯子,称之为雅各布天梯。该展品由变压器、羊角电极等部分组成。由变压器提供数十万伏的高压,在羊角电极间击穿空气,形成弓形电弧,产生磁场,使电弧向上运动,其运动过程类似于爬梯。当电弧被拉长到600mm左右,所施加的电压再不能维持产生电弧所需的条件,电弧就消失,此时羊角电极底部又会产生新的电弧,形成周而复始的电弧爬梯现象。 雅各布天梯则展示了电弧产生和消失的过程。二根呈羊角形的管状电极,一极接高压电,另一个接地。当电压升高到5万伏时,管状电极底部产生电弧,电弧逐级激荡而起,如一簇簇圣火似地向上爬升,犹如圣经中的雅各布天梯。

在2-5万伏高压下,两电极最近处的空气首先被击穿,形成大量的正负等离子体,即产生电弧放电。

空气对流加上电动力的驱使,使电弧向上升,随着电弧被拉长,电弧通过的电阻加大,当电流送给电弧的能量小于由弧道向周围空气散出的热量时,电弧就会自行熄灭。

在高压下,电极间距最小处的空气还会再次被击穿,发生第二次电弧放电,如此周而复始。

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