アーク放電

Tweet

炭どうし触れさせて電流を流すと、目も眩むようなまばゆい光を発します。炭と炭のわずかな間隙で起こるアーク放電による発光現象と考えられています。

「動　画」備長炭どうしを触れさせてみた…気分はスターウォーズ？

備長炭とスライダックを用いた演示実験ですが、操作には十分な注意が必要です。感電やショート、火傷などのおそれもあるので、映像を見ただけで実施はしないでください。

「動　画」シャー芯を用いた場合

一方のクリップには、シャープペンシル用の芯の端をアルミフォイルで包んだものを噛ませています。乾電池６本をつないでいますが、電池の消耗は激しく、クリップ部分がかなり熱くなるので、操作をやり直す場合は装置が十分に冷えてから行います。

「解　説」
白い輝きアーク光：シャープペンシルの芯や備長炭の主成分は、黒鉛であり導電性があります。これにある程度の電流・電圧がかかると消費電力が大きくなり、黒鉛の温度が上がって光を放つようになるのです。芯と備長炭は、熱により消耗していくので、そこにはわずかながら隙間ができています。その隙間では、炭素蒸気を導体として電流が流れて発光するアーク放電が起こっていると考えられます。シャープペンシル用の芯を使った通電発光の実験で、芯が焼き切れる瞬間に激しい光を発するあの現象です。直視分光器でスペクトルを撮影してみましたが、自然光に近いこともわかりました。
実験装置では、芯が燃焼して完全に離れる前に、ワニ口付きリード線の重量が芯に加わるので、結果として、備長炭との間に微妙な隙間が保たれることになります。芯に混入されている不純物（プラスティック）の燃えかすもまた、その役を与っているのかも知れません。実はこの現象、エジソンの電球より前に、アーク灯としてすでに街灯として利用されていましたが、電極間の距離を保つために、炭素棒を追加していかねばならないのが難点であったようです。

◇参考：「サブタイトル」アークで明るく

◇このブログで発信する情報は、取扱いに注意を要する内容を含んでおり、実験材料・操作、解説の一部を非公開にしてあります。操作に一定のスキル・環境を要しますので、記事や映像を見ただけで実験を行うことは絶対にしないで下さい。詳細は、次の３書(管理者の単著作物)でも扱っているものがありますので参考になさってください。