
今年是史上最偉大的怪物電影之一——由鮑里斯·卡洛夫主演的《科學怪人》上映85週年。這部經典影片為我們帶來瞭如今常見的恐怖元素,例如身穿不合身實驗服的瘋狂科學家、手持火把的憤怒暴民,當然還有高壓電的強大力量。
在電影中眾多令人驚嘆的機械裝置(包括真實存在的和虛構的)中,「雅各天梯」或許是最具代表性的。它由兩根垂直的導線組成,導線之間通過一個嗡嗡作響的電弧連接,電弧緩慢向上延伸。雅各天梯的科學原理很簡單:當在導體之間(在本例中為兩條導線)施加電壓時,正極側的電子會躍遷到負極側。為了實現這一點,它們必須克服導線之間空氣的絕緣屏障。
如果電壓夠高,電子就會掙脫束縛,將空氣變成等離子體。由於等離子體是良好的導電體,導線之間會產生電弧。等離子體周圍的熱空氣密度低於上方的空氣,因此會向上移動。電子也隨之向上移動,帶動電弧傳播。這種效果可以作為精彩的電影道具,也可以作為更令人印象深刻的車庫裝飾。
警告:請在通風良好的地方使用。變壓器插電時,切勿觸摸或靠近電極一英尺以內-否則可能導致受傷或死亡。
統計數據:
- 時間:4小時
- 費用:125美元
- 難度:簡單到中等
工具:
- 螺絲起子
- 烙鐵
材料:
- 9,000 至 15,000 伏特霓虹燈變壓器
- 三位接線端子
- 10號接線端子螺絲
- 合板,24英寸×12英寸×1/2英寸
- 兩根14吋長的10號裸銅線
- 兩個1兆歐姆電阻
- 16號絕緣電線
- 1吋長的10號螺栓,螺絲頭已切掉
- 22誇脫透明聚碳酸酯容器
指示:
- 啟動前請確保變壓器已拔掉電源。
- 用 10 號螺絲將接線端子條固定在合板的中心。
- 將10號銅線連接到接線端子上,兩根銅線之間留一個端子。這些銅線將用作電極。
- 拆下電極間接線端子上的螺絲,換上 10 號無頭螺栓。
- 將電線垂直放置,使它們在螺栓末端相距約 1 厘米,然後向外傾斜,使它們在頂部的最大間距為 6 厘米。
- 將兩個電阻串聯焊接在一起。將一端連接到其中一個電極端子,另一端連接到螺栓端子。
- 用 16 號線將變壓器的正極接線端連接到一個電極接線端,將變壓器的負極接線端連接到另一個電極接線端。
- 確保變壓器外殼接地:如果它有接地螺絲,請將螺絲連接到電源插頭的接地導體。
- 為了安全起見,請用透明容器蓋住電極。
- 遠離電極,接通變壓器。螺栓處會形成電弧,電弧沿著電極向上蔓延,最後在底部再次出現。
本文最初發表於 2016 年 3 月/4 月的《大眾科學》雜誌,標題為「用雅各天梯釋放你內心的瘋狂科學家」。