秋天的第一阵电磁波 | 正经玩

Original 米老猫&GUOmazing 中科院物理所 2023-07-28

收录于合集 #正经玩 348个

天气渐凉

有些人需要一杯奶茶来温暖身体

而小编觉得这样并不科学

温暖的阳光本质上是电磁辐射

好！今天就从基本做起

用科学温暖自己！

实验器材

所标杯、磁铁、铜线、电池、胶带

实验过程

用铜线沿电池缠绕

做成弹簧状

然后用磁铁将铜线的一端固定在电池的负极

将铜线的另一端向正极弯折

注意不要碰到电极

下压铜线

使铜线一端靠近正极

在合适的距离会发现铜线振动

（可以用胶带将正极覆盖，只露出一小片区域

防止铜线与其他部分接触）

如果振动不明显的话

可以将磁铁反过来试试

原理解说

当铜丝的上端和下端同时连接电池时，就形成了一个通路。

在接通的电光石火间，接通的铜丝内有了一个电流突变。我们知道，突变的电流会产生磁场，而这个磁场又会在铜丝内产生一个感应电场。通电导体会在周围产生磁场，即电流的磁效应。于是我们的通电螺线管也在周围形成一个感应磁场，方向可以用安培定则判断：

而电池的负极吸附的一块磁铁，本身也有一个磁场，由n极指向s极。

可以看出，如果用铜线右旋缠绕电池，则电池产生的磁场方向和铜线圈产生的磁场方向是相同的，因此它们之间有相互远离的趋势，即铜线圈会向上有一个微小的位移。

由于铜丝的上端位置恰好可以接触电池的正极（凸起的一端），铜丝向上运动很短的距离，上端就会离开正极，使整个电路变为断路。如果没有了电流，铜丝也就不再产生感应磁场，不再受安培力的作用。在弹簧的作用下，铜丝会落回原位置，使得上端又可以接触到电池正极，于是循环往复，重复这样一个跳起-落下的过程。但由于铜丝发热、运动需要克服空气阻力等原因，铜丝不可能永远这样运动下去。

如果铜线是左旋缠绕电池，则现象完全相反，两个磁场之间会有相互吸引的趋势，铜线圈会向下运动，而弹簧会拉着铜线圈回到平衡位置，由此不断震荡。

铜线圈的上端在电极的正负极反复横跳，就形成了一个交变电路，交变电路在周围会交变磁场，而变化的磁场又会在周围产生电场。当铜线圈在平衡位置附近做（近似）周期运动时，周期性变化的电场和磁场就互相转化、互相激励、交替产生，生成向外辐射的电磁波。

入秋了，各位没人送奶茶的小伙伴（小编知道），还不快到楼下小卖部买一节七号电池，送自己一个秋天的第一个电磁波温暖自己？

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