[圖文]捕獲閃電並製作出星星、橡樹、太極等炫目的造型 | 陽光歷史

 

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[圖文]捕獲閃電並製作出星星、橡樹、太極等炫目的造型

2015年12月08日 神奇地球-短篇 暫無評論 閱讀 219 次









  近日廣州雷雨頻繁,據不完全統計,僅7月15日至7月18日三天時間裡,廣州地區便共錄得12551次閃電。天幕之上的閃電雖然讓人膽戰心驚,但那稍縱即逝的線條還是令人著迷。利用高電壓在絕緣材料內放電的原理,美國退休電氣工程師伯特·希克曼和物理學家托德·約翰遜等人,曾用聚丙烯塑膠成功捕獲了閃電,並製作出星星、橡樹、太極等炫目的造型。


  ●意義


  潛在應用於未來生物學和醫學


  高電壓成像技術有個學術名叫「李庭博圖」。因1777年德國物理學家G.Ghr.Lichtenberg的發現而得名,英文名又為Lichtenberg Figures。「李庭博圖」一般是分支狀的,是高電壓沿著電氣絕緣材料表面或內部放電,而形成樹狀或者蕨類植物狀雕塑樣式,呈現一種微型「雷雨」景觀。上世紀40年代,前蘇聯科學家Semyon Kirlian基於「李庭博圖」技術,發明了一種「電暈放電成像」的方法,其獨特的成像方法和絢麗色彩,再次引起了許多科學工作者的濃厚興趣,並展開相應研究。


  但200多年來,這一技術似乎只在研究氣體放電的基本過程中應用十分廣泛,工業中俗稱「電花圖」技術就是「李庭博圖」技術的延伸。比如中國學者曾經用「電花圖」技術做過大量試驗,研究「空間電荷」分佈特性,而「空間電荷」是影響物質絕緣特性的重要因素之一。


  也有研究者試圖利用「李庭博圖」技術,尋找一種測量生物體能量輻射的新方法,並試圖將該新方法應用於醫學臨床的醫療診斷之中,如對精神病人的診斷等。由於生物體本身的複雜性,這一努力終究未能成功。但仍有不少科學家指出,「電暈放電成像」可成為未來生物學和醫學上一種可行的工程成像技術。可見它的潛在應用仍是十分有意義的。


  從上世紀70年代開始,國外研究者的重點,放在了成像技術在樣品複印、樣品無損檢測及生物樣品表面狀態的分析作用之中,並獲得了諸如金屬物品、植物葉片以及人的指紋圖像。美國退休電氣工程師伯特·希克曼等人就利用這個原理凝固了閃電,作出美麗的圖畫。


  ●方法


  微秒放電凝聚圖案


  伯特·希克曼建立了一個名為「瘋狂特斯拉」的網站,號稱「與電子纏鬥40多年」,介紹很多與高壓電相關的內容。其中便講到凝固閃電作畫的方法:借用500萬伏的高頻高壓粒子加速器,為聚丙烯塑膠塊加電壓,使聚丙烯塑膠塊內部積聚的電荷達到100-250萬伏。然後,用錘子輕敲釘子接觸塑膠塊,不到1微秒的放電時間內,電子在塑膠塊中飛速向釘子移動,放出的熱量溶化塑膠,留下永久的閃電軌跡。在內部已形成閃電軌跡的塑膠塊附近,設置深色背景和適當的光源,便能重現閃電的光芒。


  即使是同樣的塑膠塊,釘子尖端接觸位置稍有不同也會給其中閃電的形狀帶來各種變化。隨著塑膠塊形狀和照明光源的變動,聚丙烯中的閃電也展現出五彩斑斕的圖案。


  費米實驗室的物理學家托德·約翰遜在此基礎上創作出「電擊化石」系列作品。通過事先在有機玻璃板內雕刻一條狹窄路徑,大量電子瞬間湧入「捷徑」後,密集熱量形成的形狀便永久留在了玻璃板上。他使用多個聚丙烯塑膠塊配合各色照明光源,得到了更加絢爛的圖樣。


  在觀賞這些炫目的成像圖片時,有必要提醒一下像伯特·希克曼一樣的「特斯拉迷」們:高電壓危險,無專業知識切勿模仿!


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