CN203910126U - 荧光灯原理演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种荧光灯原理演示装置，包括箱子、荧光灯、辉光球和高压静电发生器，箱子的外部正面安装有荧光灯，荧光灯两端外侧缠有两片金属片，金属片通过导线与高压静电发生器连接，箱子的内部放置有辉光球。箱子的外部正面还固定有滑杆，滑杆上安装有氖泡。本荧光灯原理演示装置，结构简单，使用简便，演示的现象有趣，在教学过程中，用逐步渐进的方式引起学生的思考，魔术般悬疑的教学问题情境会使学生很快地进入“探究者”的角色，积极地思考探索产生现象的原因，从而理解掌握荧光灯的工作原理。

Description

荧光灯原理演示装置

技术领域

本实用新型涉及教具领域，特别是一种荧光灯原理演示的教具装置。

背景技术

物理学是一门以自然界的事物、现象、规律为探究对象的基础学科，实验是教学过程中不可缺少的重要环节，运用恰当的实验教具，既能培养学生的观察能力、动手操作能力，又有利于他们分析、思维等能力的提高，更容易给学生提供探究创新的机会。对初学物理的中学生来说，只要激发起他们学习的兴趣，他们就会以满腔的热情，积极主动地投入到物理学习中，物理课堂就会变得开放、活跃，气氛热烈，教学效果自然会倍增。自制教具的设计是应用科技知识与教学经验进行创造性的活动，任何一件教具的设计者都是经过一番思考，然后出现创意、构思和设计，只要不是单纯模仿，必然会有所创新，这种创新的实践过程包含着制作者的创造精神。所以物理课程标准中指出：提倡使用身边的物品进行物理实验。使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验，可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切感受到科学的真实性，感受到科学和日常生活的关系。

荧光灯工作原理的讲授在教学中是一个难点：自感电压使灯丝受热发射电子，电子与光管内汞原子发生碰撞产生紫外光，紫外线照射灯管内壁上的荧光粉激发出可见光。但这些工作过程都被不透明的荧光粉掩盖在灯管内部，无法观察。因此，难以给学生带来直接的感性认识。

而市场上关于演示荧光灯工作原理的仪器在设计上偏重于对外接电路的分析以及自感电压的产生，内容偏难、生涩枯燥。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，使用简便，演示现象有趣的荧光灯原理演示装置。

为实现上述目的，本实用新型荧光灯原理演示装置，包括箱子、荧光灯、辉光球和高压静电发生器，所述箱子的外部正面固定有荧光灯，所述荧光灯两端外侧缠有两片金属片，金属片通过导线与高压静电发生器连接，所述箱子的内部放置有辉光球。

所述箱子的外部正面还固定有滑杆，所述滑杆上安装有氖泡。

所述箱子的外部背面设有开口，开口处设有开闭门。

本实用新型的实质性特点和进步是：

本申请的荧光灯原理演示装置，将辉光球放置在密闭的箱子内部，利用辉光球工作时在球中央的电极周围形成一个类似点电荷的电场，箱子外部固定有荧光灯，人体在接触荧光灯灯管时造成静电电压差，使荧光灯能够在不接交流电的情况下凭双手的接触就能发亮，营造出徒手点灯的有趣现象，装置还安装有氖泡对辉光球的电场做检验，连接的高压静电发生器对荧光灯的工作原理作进一步的阐释。本装置结构简单，使用简便，演示的现象有趣，在教学过程中，用逐步渐进的方式引起学生的思考，魔术般悬疑的教学问题情境会使学生很快地进入“探究者”的角色，积极地思考探索产生现象的原因，从而理解掌握荧光灯的工作原理。

附图说明

图1是本荧光灯原理演示装置的结构主视图。

图2是图1的后视图。

图中零部件序号及名称：

箱子1，滑杆2，氖泡3，荧光灯4，金属片5，高压静电发生器6，开闭门7，开口8，辉光球9。

具体实施方式

以下结合附图描述本实用新型的实施结构。

参看图1、图2所示，本荧光灯原理演示装置，包括箱子1、荧光灯4、辉光球9和高压静电发生器6，箱子1的外部正面安装有荧光灯4，荧光灯4两端外侧缠有两片金属片5，金属片5通过导线与高压静电发生器6连接，箱子1的内部放置有辉光球9。箱子1的外部正面还固定有滑杆2，滑杆2上安装有氖泡3，氖泡3可在滑杆2上下滑动，箱子1的外部背面设有开口8，开口8处设有开闭门7。

下面结合附图以及工作过程描述本荧光灯原理演示装置的工作原理：

辉光球又称为电离子魔幻球，密闭球壳采用高强度的透明玻璃制成，球内充有稀薄的惰性气体（如氩气等），球体中心为一个黑色电极，电极内由金属丝弯绕后填充，底座内安装有振荡电路板。向辉光球输入低压直流电（一般在5~12V）振荡电路板会将其变成高压脉冲直流电使球体中心的电极具有极高的电压通常在10000V以上。此时电极与外球之间产生极高的电势差，由E=U/d可知，球体内存在着很强的电场。

荧光灯的发光原理：自感电压使灯丝受热发射电子，电子与光管内汞原子发生碰撞产生紫外光，紫外线照射灯管内壁上的荧光粉激发出可见光。

演示过程及原理：

（1）打开箱子1背面的开闭门7，从开口8处将辉光球9放置在箱子1内部，关上开闭门7。箱子1不透光，无法看清箱子1内部结构便于对辉光球9进行隐藏，箱子1外部固定有荧光灯4，荧光灯4并未连接电源。接通辉光球9电源的情况下，用手接触荧光灯4灯管，发现荧光灯4被点亮，营造出徒手点灯的奇妙现象。

这是由于辉光球9的特性，接通辉光球9的电源后，辉光球9球内的电极周围形成一个类似点电荷的电场，电极与外球之间产生了极高的电势差。由于荧光灯4靠近辉光球9，人体接触荧光灯4时会造成静电电压差， 使灯管内的气体被激发，被激发的汞气体分子产生紫外线，紫外线照射灯管内壁上的荧光粉激发出白色可见光。

（2）箱子1外部固定有滑杆2，滑杆2安装有氖泡3，氖泡3可在滑杆2上下滑动。氖泡3是一种无色惰性气体（氖气）的灯泡管，在电场激发下能产生透射力很强的红光。利用氖泡3检验出箱子1周围具有电场，并且氖泡3在滑杆2上下地滑动，越靠近箱子1内部的辉光球9，电场越强——即氖泡3越亮，以此解释了由于电场的存在才使得荧光灯4可被点亮。此时可打开箱子1背面的开闭门7，拿出辉光球9，解释电场的来源，并讲解辉光球9产生电场的原理。

（3）断开辉光球9电源。荧光灯4两端外侧缠有金属片5，金属片5通过导线与高压静电发生器6连接，打开高压静电发生器6电源，即在荧光灯4灯管产生高压静电，使灯管内的气体被激发，被激发的汞气体分子产生紫外线，紫外线照射灯管内壁上的荧光粉激发出白色可见光，由此演示讲解荧光灯4的发光过程，通过荧光灯4不同的点亮方式，加深印象便于理解荧光灯4发光原理。

Claims (3)

1.一种荧光灯原理演示装置，其特征在于：包括箱子（1）、荧光灯（4）、辉光球（9）和高压静电发生器（6），所述箱子（1）的外部正面固定有荧光灯（4），所述荧光灯（4）两端外侧缠有两片金属片（5），金属片（5）通过导线与高压静电发生器（6）连接，所述箱子（1）的内部放置有辉光球（9）。

2.根据权利要求1所述的荧光灯原理演示装置，其特征在于：所述箱子（1）的外部正面还固定有滑杆（2），所述滑杆（2）上安装有氖泡（3）。

3.根据权利要求1所述的荧光灯原理演示装置，其特征在于：所述箱子（1）的外部背面设有开口（8），开口（8）处设有开闭门（7）。