第一步:了解什么是等离子体。
通俗点讲,大家都知道物质有三种状态:固态、液态和气态。等离子态就是第四态,它广泛存在于宇宙中,远远多于前面的三种状态。因为大多数的恒星都是等离子状态。
专业点讲,等离子就是离子化的气体,由一个电子和一个离子构成,整体呈中性。
中性气体是电介质(这意味着它不导电),但是如果在一个低压环境中给它一个强大的电场,气体就会离子化,并可以导电。闪电和极光就是个例子。
由于等离子体温度非常高(闪电中可以达到28000开氏温度),通常用于工业切割。
第二步:材料
1.长又厚的试管,我这里用的是20cm长,直径为2cm的试管。
2.可以密封试管的软木塞
3.长7cm直径0.5cm的金属管,这里用的是铜的
4.长10cm直径0.5cm平头钢螺栓。头部是1.8cm直径,刚好适合试管。
5.一些绝缘胶带
6.一些环氧树脂
7.一小段铁丝
第三步:工具
1)丁烷火枪(用来软化玻璃)
2)耐热手套(很重要)
3)砂轮
4)电钻
5)钳子
第四步:特殊设备
1)高压发生器,可推出至少15-25千伏50-200毫安的电压
我这类用的是ZVS改造的,极客迷网站上有很多ZVS的教程可以参考
2)真空泵
真空泵比较昂贵,所以我使用的是一台冰箱上的旧压缩机,连接厚厚的PVC管作为吸入端,非常好用。
第五步:我们要做什么?
我们将打造一个含有两个电极的真空室。真空作出后,稀薄的空气会残留在腔室中。通过创建两个电极之间的强电势差,里面的气体将以等离子体流动。
第六步:制作阴极
螺栓将是我们的阴极,但首先你必须做一些修改:
- 使用砂轮把螺栓端部削尖。这将使得玻璃穿刺更简单。
- 如果螺栓镀锌,从头部去掉锌涂层。由于高温下,锌涂层可能剥落在真空室。
第七步:制作阳极
阳极也将是我们真空泵的接口。
- 给软木塞钻洞,只比铜管稍细。
- 铜管穿过软木塞,内部至少保留5厘米管。
- 铜管的外部包裹铁丝,预留一定的长度,用来接真空泵。
第八步:安装阴极
这是很有趣的一步,这里需要把钉子(阴极)从试管的底部穿出来,这里记得戴好隔热手套。
先用火枪对着试管底部烧,然后把钉子放进去,顶住的同时继续烧,凸出来之后可以用钳子破一个小口,然后慢慢把钉子放出来。
第九步:密封阴极
前面一步烧制的结果可能不是非常好,你可以从试管口那里吹起,试一下试管的密封性。
如果密封性不是非常好,就用点环氧树脂,或者是绝缘胶带加固密封阴极。相比之下胶带是更好的选择,因为当真空泵工作的时候,试管里面是负压,这样会使胶带紧紧地贴合在试管和钉子的缝隙里。
第十步:最后的准备工作
1.装配好试管,如果你组装正确,两个电极之间的距离是12cm
2.将试管固定在一个支架上,这里做了一个木支架。
3.将真空泵连接到阳极
4.将高压发生器连接到2个电极上
5.打开真空泵
第十一步:看它发光。
当试管内达到良好的真空度之后,接通高压电,这时你就能看到一条清澈的等离子体在流淌了。
让等离子体变形:等离子体对磁场敏感,所以强磁场可以使其变形
由于等离子体的温度非常高,建议接通不要超过30~40秒
最后希望大家玩的开心,注意安全。