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驚奇杯

　　　　　　　　　　　　　　　體驗輕微觸電的驚奇感覺！
※操作步驟與現象：

準備器材：鋁箔紙、塑膠杯、紙抹布　

先依以下步驟製作驚奇杯（如右圖）。

1.在兩個塑膠杯外緣貼上鋁箔（不必用膠水），盡量保持平整服貼。

2. 將兩個塑膠杯套在一起，內、外層的鋁箔之間不可接觸；內層塑膠杯再延伸出一條鋁箔出來(在兩個塑膠杯中間塞入一小片鋁箔)。

  

表演時請數位學生上台，互相手拉著手（可繞成半圓形），再請第一位學生以空著的手握著杯子外緣（外層杯子）。開始用紙抹布摩擦PVC管之後，將PVC管靠近（不要接觸）外層鋁箔，反覆操作約20次。完成後，請最後一位學生用空著的手觸摸上端延伸出來的鋁箔紙，這時學生會馬上互相放手跳起來，因為觸電啦！
※原理：

　　驚奇杯的構造是一種能儲存電荷的「萊頓瓶」。一開始驚奇杯是電中性（如圖一），摩擦PVC棒後，PVC帶負電荷（如圖二），靠近驚奇杯外圈鋁箔時，會發生感應起電；接近PVC管的鋁箔紙會帶正電。而負電荷被人體接觸而傳導流失（如圖三），因此外圈的鋁箔紙的電性是正電。而兩層鋁箔隔著塑膠杯，內外異性電荷相吸，因而保留了靜電荷。反覆多次，就能累積更多的電荷量。當最後一人接觸中間小的鋁箔紙條，構成通路，電荷就能流通，亦即構成電流，就會感覺到觸電了。

 

注意事項：

　　靜電的實驗與空氣中的濕度關係很大，夏天濕度高，靜電容易傳導而流失，不易成功。建議在冬天或是在冷氣房中進行，成功率就會很高。而摩擦感應的次數不一定要20次，空氣比較乾燥時，摩擦感應10次也足夠了。
※延伸的科學遊戲：

　　利用靜電原理產生奇妙現象的不少，例如讓頭髮豎立起來、氣球摩擦後黏在頭上等等，其中較為有趣的一項是「漂浮水母」。

　　首先將二條約10～15公分塑膠繩的頭部綁在一起，尾部要留長一點，再將尾部刮為多條的細長條當為「水母」。將PVC管摩擦後，將水母往上拋，以PVC管接觸水母，水母在接觸PVC管的瞬間，靜電電荷流通到水母，因此水母與PVC管帶有同樣電性而排斥，迅速的彈開。水母彈開後，因為重力而下降，此時以PVC管由下方靠近水母，水母會因同電相斥而上升，形成漂浮狀（如圖四）。

觀賞實驗影片（3.1M）

  

 

　　其實這個操作的成功較低，空氣乾燥程度的要求更高，而PVC管的靜電電量也需要比驚奇杯的更高一些才行。圖四是作者購自網站發售的Funny Fly Stick（趣味飛翔棒，靜電棒）。此靜電棒使用乾電池驅動馬達，帶動皮帶，將靜電集中於前端的空心筒，原理與「范氏起電機」相同。使用上相當方便，用以取代PVC管，不必逐次摩擦以產生靜電。而且由於帶電量較大，空氣濕度幾乎沒有影響。設計圖如下，有興趣的讀者不妨找材料自行製作。

 

 

 

 

著作權所有：許良榮 　2010.04 改版    網頁編輯：徐薇棋　顧　問：王德麟

　　編輯群：李宛玲、林桂君、林盈全、郁繼文、陳宗威、陳佩君、陳淑娟

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