利用极光的水晶球的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种极光产生装置，尤其是一种利用极光的水晶球。
【背景技术】
[0002]极光是在高玮度地区出现的一种自然现象，因为其绚丽多彩颜色受到很多人的喜欢。极光产生的原理是因为当太阳释放的高能的等离子体粒子流(太阳风)，穿越太阳系到达地球上空时，与地球的磁场相互作用，一些粒子进入地球大气的电离层，沿着磁力线的方向形成了一种像云雾般飘渺的等离子体，由于这种粒子在电离层碰撞受到激发，不同激发程度引发五光十色的光彩。因此，需要根据这些原理人为的制造出极光作为节日礼物或者作为演示极光原理的教学用实验器材。
【发明内容】
[0003]本发明是要提供一种利用极光的水晶球，用于完成极光的产生，作为节日礼物或者作为演示极光原理的教学用实验器材。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种利用极光的水晶球，具有一个充满大气成分的密闭容器，一个产生磁场的电磁球，一个用于产生阴极射线的电子枪，所述电磁球和电子枪放置在充满大气成分的密闭容器内，用于电磁球和电子枪通电后，产生高能粒子、磁场和高能粒子与大气分子作用，产生极光。
[0005]所述电磁球由金属外壳和通电螺线管组成，通电螺线管置于金属外壳内，利用通电螺线管产生电磁场，并且利用电流的通断和大小的改变来控制磁场产生和磁场强弱。
[0006]所述电子枪包括灯丝、聚焦极、阴极、阳极、枪聚焦线圈、枪导向线圈，所述灯丝后端为阴极，灯丝外设有聚焦极，阴极后面设有阳极，阳极设有枪聚焦线圈、枪导向线圈。
[0007]所述密闭容器填充氧原子或者氮气分子的气体，使电子枪产生的阴极射线与氧原子或者氮气分子的大气粒子碰撞，产生电离，当高价态的正离子和电子重新结合，从不稳定的状态变为稳定，从高价态变为低价态的过程中释放不同频率的光子，从而产生不同颜色的极光。
[0008]本发明的有益效果是:
针对大气环境，设计了一种充满大气成分的密闭容器，在该密闭容器中填充了类似大气的气体。
[0009]针对磁场，根据电磁感应定律，设计了一种产生磁场的电磁球，在球的内部利用通电螺线管产生磁场的原理，产生电磁场，利用电流的通断和大小的改变来控制磁场是否产生和磁场强弱。
[0010]针对太阳风，太阳风的实质就是高能粒子，所以可以用阴极射线，而电子枪就可以用来产生阴极射线。
[0011 ] 本发明通过充满大气成分的密闭容器内电磁球和电子枪，电磁球和电子枪通电后，产生高能粒子、磁场和高能粒子与大气分子作用，产生极光。
[0012]电磁球由金属外壳和通电螺线管组成，通电螺线管置于金属外壳内，利用通电螺线管产生电磁场，并且利用电流的通断和大小的改变来控制磁场产生和磁场强弱。
[0013]因此，本发明可用于完成极光的产生，可作为节日礼物或者作为演示极光原理的教学用实验器材。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的利用极光的水晶球结构示意图；
图2为电磁球结构示意图；
图3为电子枪内部原理图；
图4为充满大气成分的密闭容器示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0016]如图1所不，一种利用极光的水晶球，具有一个充满大气成分的密闭容器I，一个产生磁场的电磁球2，一个用于产生阴极射线的电子枪3。
[0017]电磁球2和电子枪3放置在充满大气成分的密闭容器I内，用于电磁球2和电子枪3通电后，产生高能粒子、磁场和高能粒子与大气分子作用，产生极光。
[0018]如图2所不，电磁球2由金属外壳4和通电螺线管5组成，通电螺线管5置于金属外壳4内，利用通电螺线管5产生电磁场，并且利用电流的通断和大小的改变来控制磁场产生和磁场强弱。
[0019]如图3所示，电子枪3包括灯丝6、阴极7、聚焦极8、阳极9、枪聚焦线圈10、枪导向线圈11，灯丝6后端为阴极7，灯丝6外设有聚焦极8，阴极7后面设有阳极9，阳极后面9设有枪聚焦线圈10、枪导向线圈11。
[0020]如图4所示，密闭容器I填充氧原子或者氮气分子的气体，使电子枪3产生的阴极射线与氧原子或者氮气分子的大气粒子碰撞，产生电离，当高价态的正离子和电子重新结合，从不稳定的状态变为稳定，从高价态变为低价态的过程中释放不同频率的光子，从而产生不同颜色的极光。
[0021]本发明提供的技术方案:极光产生的必不可少的条件是大气、磁场和太阳风。
[0022]其中磁场是用来引导高能粒子能够转移到磁极的地方，从而使高能粒子能够在磁极处大量聚集，提高对气体电离的机率。而大气对于极光的颜色有着至关重要的作用。
[0023]极光在不同的环境、不同的气候、不同的时间会呈现多种色彩的变幻，科学家发现，极光呈现的颜色是由以下四个因素决定的:(I)入射粒子的能量，决定极光产生高度；(2)大气中的原子和分子在不同高度的分布状况，决定颜色直接原因；(3)大气中原子和分子本身的特性，决定颜色主要原因；(4)大气的密度不均匀，基本上越接近地表密度越高，决定颜色因素之一。
[0024]决定极光颜色的主要因素之一，就是不同种类分子在大气中的垂直分布状况。太阳粒子和氧气氮气原子相碰撞，氧原子发出绿色和红色，氮原子发出蓝光。高度介于60?100公里的极光，主要的光应该来自氧和氮分子；100?200公里的极光主要由氮分子和氧原子所贡献;在200公里以上，极光主要来自氧原子，少部分来自氮分子;在大气的最高层，氢与氦原子也会产生极光，不过这些光十分微弱，肉眼不容易见到。
[0025 ]因此可以对密闭容器中填充不同的种类的气体来改变产生的极光的颜色。
[0026]针对这三个条件，本发明设计了三个设备来满足这三个条件。
[0027]针对大气环境，设计了一种密闭容器，在该密闭容器中填充了类似大气的气体。
[0028]针对磁场，根据电磁感应定律，设计了一种产生磁场的电磁球。在球的内部利用通电螺线管产生磁场的原理，产生电磁场。利用电流的通断和大小的改变来控制磁场是否产生和磁场强弱。
[0029]针对太阳风，太阳风的实质就是高能粒子。所以可以用阴极射线，而我们电视中的电子枪就可以用来产生阴极射线。
【主权项】
1.一种利用极光的水晶球，具有一个充满大气成分的密闭容器(I)，一个产生磁场的电磁球(2)，一个用于产生阴极射线的电子枪(3)，其特征在于:所述电磁球(2)和电子枪(3)放置在充满大气成分的密闭容器(I)内，用于电磁球(2)和电子枪(3)通电后，产生高能粒子、磁场和高能粒子与大气分子作用，产生极光。2.根据权利要求1所述的利用极光的水晶球，其特征在于:所述电磁球(2)由金属外壳(4)和通电螺线管(5)组成，通电螺线管(5)置于金属外壳(4)内，利用通电螺线管(5)产生电磁场，并且利用电流的通断和大小的改变来控制磁场产生和磁场强弱。3.根据权利要求1所述的利用极光的水晶球，其特征在于:所述电子枪(3)包括灯丝(6)、阴极(7)、聚焦极(8)、阳极(9)、枪聚焦线圈(10)、枪导向线圈(11)，灯丝(6)后端为阴极(7)，灯丝(6)外设有聚焦极(8)，阴极(7)后面设有阳极(9)，阳极后面(9)设有枪聚焦线圈(10)、枪导向线圈(11)。4.根据权利要求1所述的利用极光的水晶球，其特征在于:所述密闭容器(I)填充氧原子或者氮气分子的气体，使电子枪(3)产生的阴极射线与氧原子或者氮气分子的大气粒子碰撞，产生电离，当高价态的正离子和电子重新结合，从不稳定的状态变为稳定，从高价态变为低价态的过程中释放不同频率的光子，从而产生不同颜色的极光。
【专利摘要】本发明涉及一种利用极光的水晶球，具有一个充满大气成分的密闭容器，一个产生磁场的电磁球，一个用于产生阴极射线的电子枪，所述电磁球和电子枪放置在充满大气成分的密闭容器内<b>，</b>用于电磁球和电子枪通电后，产生高能粒子、磁场和高能粒子与大气分子作用，产生极光。本发明可用于完成极光的产生，可作为节日礼物或者作为演示极光原理的教学用实验器材。
【IPC分类】G09B23/18
【公开号】CN105679159
【申请号】CN201610151980
【发明人】费成, 黄影平, 夏志君, 陈晨, 王祖德, 葛林林, 陈成
【申请人】上海理工大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月17日