電子レンジを利用した加熱・ 放電実験

(電球、グロースターター、蛍光灯、スチールウール、シャープペンの芯)

60w電球の発熱発光と放電の様子を見る

フィラメントのついている金属に支え棒の先端から発光し始め、回転盤の回転ににあわせるように発光は周期的に起こり、電球のガラス球の内側に黄色から紫色の光が広がっていく様子が見れる。割りばしは、転がらないような支えの働きと水を含ませている。電子レンジは自動温めなので、少し作動したら、自動停止する。

レンジの加熱前          加熱し始め15秒くらいになるとフィラメントの端が光りだす   

 

電球全体が白色光になる    少しすると電球のガラス内側にきのこのかさのように黄色光が出る

  

その後 紫色の光に変化する。これが、いわゆるオーロラと同じプラズマ光であろうか。

電球は、電磁波の照射により、金属は加熱して発光して、しかも放電もしていることがわかる。

切れている電球では発光はするが、放電現象を見ることができなかった。電球は溶けるほどないがかなり熱くなっている。

 

グローランプの放電の様子を見る

蛍光灯のグロースランプは青い光を発光している。アルゴンガスを封入した放電管である。金属部分にバイメタル使われている。蛍光管の点灯利用している時の点灯と違いこの実験ではしばらく放電している状態となっている。

水に濡らした割りはしの上に置いた。加熱後17秒すると白色の放電をしている。

 

 

蛍光灯の放電の様子を見る

蛍光灯のガラス管の中には水銀が封入されていて、高圧電圧により電子が放電すると水銀原子が電子のエネルギーを受け紫外線を出す、そして、ガラス管の内側に紫外線を受けると蛍光する物質があるため、蛍光管が発光する。実験では電子レンジの高周波電圧により、放電が起こり光る。光はじめると、蛍光物質のため黄緑色をしている動画が見えている。蛍光管は切れているものでも光る。

加熱する前           加熱し始め16秒で発光しはじめる。

 

 

スチールウールを電子レンジで燃焼させる

適当な量のスチールウールをちぎり取り、アルミカップに入れる。そして、電子レンジで加熱てみる。アルミニウム板は電磁波を反射するので加熱しにくい。そして、反射した電磁波をスチールウールに集めるようにしている。スチールウールは、鉄が繊維状になっていて、電子が放電しやすくなっている。また、電磁波の誘導加熱で発熱するため、空気中の酸素と化合して赤く燃えてくる。 

スチールウールを加熱まえ   加熱して17秒すると発光しはじめる。

 

一瞬違う色の発光がある。これは放電の光であろうか。スチールウールの繊維が燃焼している様子がわかる。

  

 

電子レンジでシャープペンの芯を加熱する(1本) 

シャープペンの芯も燃やして発光することがある。シャープペンの芯を皿の中に入れ電子レンジで加熱する。皿はできるだけ曲面がついて、4cmのシャープペンの芯が宙に浮いた状態になると良い。平らな皿の上に乗せても発光しない。加熱しているとシャープペンの両端だけ加熱されて、発光する。そして、加熱した後のシャープペンの芯の両端は先が尖るようになる。

 

 材料 シャープペンの芯 4pぐらい  陶器の皿

 

 

  電子レンジでシャープペンの芯をループにして加熱する(3本)

 シャープペンシルの芯は黒鉛でできている。黒鉛は炭素であるので炭素原子は電磁波(2.45GHz)によって炭素が加熱される。この炭素が気化して、さらに電磁波が気化した炭素に照射されると炭素原子の周りの電子が離れ原子と電子が飛び回り始める。始めは酸素と結合して燃焼している炎が上がる状態になるが、原子と電子の電離が激しくなるとプラズマ状態になり丸い発光が発生する。(火の玉)

砂の入った容器の上にシャープペンシルの芯を三角に重ねてビーカーで蓋をしてから電子レンジで加する。ビーカーで蓋をしているので始めは燃焼が起こるが、ずっと燃焼し続けることはできない。しかし、シャープペンシルの芯のループが途切れるまで何度も発光し続ける。

 

   

 

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