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滴水起电改进实验


经验交流

滴水起电改进实验
关博宸
(中山大学理工学院)
摘 要: 开尔文滴水起电是演示物理实验中非常重要的一 个实验,它利用自然界的微小的电荷不对称并进行放大,来达 到起电的目的。然而,开尔文滴水起电机只有在极端凉爽、干 燥的环境下, 起电效果才较为明显. 在广州等较为潮湿的环境下, 传统开尔文滴水起电机的起电效果很不明显,甚

至不能起电. 本实验改进了传统开尔文滴水起电机,我们重新设计了实验中 的所有细节部分,使得本实验的适用性得到很大的提升,同时 也使得实验的效率得以增加。 关键词:滴水;湿润环境;起电 其次,用盐水代替纯水——获得更高的离子浓度,使液滴 能带有更多电荷。 再次,向带电液体表面加油以避免其中电荷被空气中的离 子中和。 最后,为了加速正反馈的进行,提供一个初始电荷。这是 我们认为异常重要的一点。因为在潮湿的地区即使摩擦起电都 很难发生,更别说电荷的自然分离。 完成实验时还有一些细节需要注意: ①将导管插到和线圈平齐处。这样能保证液滴受到导电线 圈最大的影响因而可能带有最多电荷。 ②控制液体流速。我们的实验显示在当时的实验环境下 (30℃,空气湿度55%)每分钟90滴是最佳速率。我们猜测,如 果液体滴的过快,液滴会过大,使单位体积内的电荷量减少; 滴得过慢,则会使液滴过小,包含的电荷容易被空气中的离子 中和。以下是实验数据。 表1 流速 验电器张角 70滴/min 5° 80滴/min 10° 90滴/min 40° 100滴/min 30° 110滴/min 10° 120滴/min / 130滴/min / 130滴/min / ③选择电容合适的导线。我们倾向与选择电容更小的导 线,这样在电荷较低时能产生较高的电势。 在有了这些改进之后,实验能在非常严酷的89%空气湿度下 完成。 责难和驱逐。这也就是作为法律未及之处的自我管理与约束。 约束网络行为的规范,它还包括网络礼仪和社交习惯。例如, 发送恶意或侮辱性信息的行为,被认为是网上的不良行为,这 样做的人很可能会遭到网络社区其他成员的惩戒。就像在现实 空间里一样,网络空间也依靠羞耻感和社会耻辱来实施其文化 标准。 最后一种规范方式可称为代码的技术。这种约束行为是人 为建立的,但也存在着客观和主观两种情况,客观的限制行为 比如即使他再愤怒,你可以通过网络听的见,看的着,你可以 骂他,但你却无法打到他,因为虽然时间的关系被打破,但这 种客观的限制是无法突破的。另一种限制是人工主观的技术, 比如对于不良网站的控制,不是网站不存在,而是通过技术设 置,实现了这种限制。通过法律和规范来控制一直是有其鞭长 莫及之处。比如法律制度很难禁止色情在互联网上的传播,但 是,过滤下流信息的屏幕软件却要成功得多。 参考文献: [1]罗家英.网络影响下高校德育模式变革与构建[M]. 武汉:华中 科技大学出版社, 2005, 9 [2]曾长秋,薄明华.网络德育学[M]. 长沙:湖南科学技术出版社, 2005 基金项目:内蒙古科技大学2013年度教学(教改)研究项目 项 目编号 :JY2013023。

1 引言
滴水起电机,又名开尔文滴水发电机是英国科学家开尔文于 1867年所发明的一种静电产生器。开尔文利用这种装置,作为他 的水坠冷凝器。目前主要应用于物理教学中演示静电的原理。 在该装置中(开尔文的初期设计),水从上方的两侧的管道 口流出。水的流速可以被精确地调整,以便控制水滴下降的速 度,避免出现流线。水滴下来时,会通过位于每个桶上方金属 环。这些环被电线连接到在相对侧的桶上;同时,电线之间没 有连接。另外每个桶连接到另一球尖放电棒上。隔一段时间以 后我们会看到电火花现象,证明我们将这种自然界的微小带电 不平衡进行了放大。

2 改进实验
中国南方地区一年平均湿度为77%(2012年数据),因此在 我国我们不做一些改进的话起电会非常困难。 经多次实验,我们总过做了四步改进: 首先,为了避免尖端放电,我们将所有导线的两端包扎了 起来,而磨光了导线的中段来导电。 其二是网络的管理并不那么尽如人意,存在许多管理盲区。第 三,作为网络使用者的大学生,他们是网络社会的参与者、创 造者、传播者和接受者。他们自身的网络道德行为直接影响着 整个网络社会的发展。而大学生面对网络不道德行为时,却不 知到底要如何处理,一方面听之任之,另一方面也会采取以暴 制暴的方式回敬网络不道德行为。因此,从网络德育的角度来 看,提升每一个大学生的网络道德素养是德育工作者和高校教 师的首要任务之一。

四、建议与措施
首先是法律,作为由政府制定的,通过具有溯及力的法 律制裁而实施的规则和命令。对于网络不道德行为的处罚,应 是一种代表强制力的,而不仅仅是网络管理者的技术处理。法 律通过禁止某些行为和对违法者进行具有溯及力的制裁约束行 为,如保护版权和专利的法律。这种法律的尝试是必要的。在 任何社会任何时代,秩序和无序都是相对的,都有着特定的范 围和一定的规则。言论自由不等同于谣言和谩骂。所以,基于 网络的立法与法律法规的执行,是网络道德的必要保证。 其次是社会规范,也就是社区非正式的民意表达。大多 数社区有明确的是非感。这反映在他们的行为规范和行为标准 中。在网络社会中,有些行为,比如无礼的谩骂等不文明的行 为常常是不受欢迎的,可能并没有法律禁止在网络社会中的不 文明行为,但是,不文明行为的发出者极有可能受到其他人的

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滴水起电改进实验
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 关博宸 中山大学理工学院 科学导报 SCIENCE GUIDE 2014(14)

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