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用糖果制造闪电

2022-12-07伊芙

大科技·百科新说 2022年7期
关键词:压电效应X光闪光

伊芙

许多小朋友都爱吃糖果,它们造型百变,口味不同,可要是有人说糖果能放出闪电,你会相信吗?

敲出蓝色闪光

用锤子敲一块硬糖会发生什么?糖果当然会碎,好像没什么特别的,但在黑暗的房间里敲碎硬糖,仔细觀察,你就会发现有趣的现象。在碎裂的过程中,糖果碎片之间迸发出蓝色闪光,就像云层里的闪电。

你也可以换个更容易观察的方法:把大块的冰糖装进干燥的透明塑料瓶里,拉好窗帘,关上灯,在伸手不见五指的室内快速摇晃瓶子。这时,你会看到瓶子里的冰糖随着摇动闪烁。你也可以用钳子夹碎冰糖,冰糖破碎的瞬间也会发光。

嘴里的迷你闪电

发生什么事了?这种现象被称为“摩擦发光”。它看似很普通,但实际上,科学家还没完全弄清引发这一现象的原因。

目前的理论认为:一些材料中含有许多电荷,材料断裂时电荷被分离,但由于正、负电荷会互相吸引,它们重新结合时就会放电,使周围空气中的氮气分子电离,从而产生闪光——闪电的形成与这很相似,只是规模更大。你用牙齿把硬糖果咬碎时,糖果可能也会出现微弱的闪电!

胶带放出X光

X光是一种可以穿透人体的射线,医院里往往配备有昂贵的X光机,用于给人体内部的骨骼成像。但你肯定想不到,普通的透明胶也能发出X光——这同样是由摩擦发光引起的。在真空中,当胶带展开、粘合剂从表面脱落时,不仅会发出蓝光,还会释放强烈而短暂的X光。甚至还有研究人员靠扯胶带给自己的手指拍了张X光照片!未来,他们希望利用摩擦发光原理,制造更简单、更便宜的X光机。

制造超灵敏传感器

除了硬糖果、冰糖等具有晶体结构的材料在被敲击和摩擦时会发光,陶瓷材料和骨骼、蛋白质、DNA等生物物质在受到挤压时也会释放微弱的电流,这与摩擦发光相似,被称为“压电效应”。

压电效应已应用在了我们生活的方方面面,尤其是用于制造灵敏的传感器,比如微量天平、电吉他发出声音需要的拾音器、电子设备中发出规则信号的时钟发生器,乃至能在原子尺度上解析图像的扫描探针显微镜,都少不了压电效应的身影。

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