如果我拿真实的熔岩做一个熔岩灯会怎么样?

作者: 中科院物理所

来源: 科学松鼠会

发布日期: 2014-12-29 09:17:40

文章讨论了如果用真实熔岩制作熔岩灯的可行性及其潜在危险,包括所需的透明材料选择和可能的环境影响。

如果我拿真实的熔岩做一个熔岩灯会怎么样?我需要用哪种透彻介质当灯罩?我能站得多近?—— Kathy Johnstone,6年级老师(通过学生提交)

这个想法按照What If文章的标准来看非常实际。我是说它并没有你想象中那么合理。你至少会丢掉教师执照,前排的一些学生也会丧命。不过如果你真想这么做那就做吧。(而且我发现储物柜里有许多熔岩,我要把它用光)

要想保证装下熔岩不发生爆裂,并溅得整个教室都是炽热的液滴,这样的透明材料有许多。熔融石英玻璃就很不错,高亮度灯泡上用的就是这种材料,它的表面温度可以轻易上升到熔岩温度的一半左右。或者你可以用蓝宝石,它可以在2000摄氏度的高温下仍然保持固态,一般用来制作高温容器的观察窗。不过问题里问得是透彻介质(clear medium),这就有点好玩了。

假设我们找到了一块熔点很低的透明玻璃,就算我们忽略熔岩中可能雾化玻璃的杂质,我们也会遇到一个麻烦。熔融的玻璃是透明的,但为什么它看上去并不透明呢?答案很简单:因为它会发光。一切物体都会发出黑体辐射,熔融的玻璃和熔融的岩石发光的原理是一样的。所以熔岩灯的问题在于灯芯和灯泡本身亮度相同,并且熔岩会很难看到。我们或许可以完全舍弃灯泡,因为熔岩自己就会产生“泡泡”。

而且熔岩灯自身也会与熔岩相接触,虽然蓝宝石不至于这么轻易熔化,但它会发光,这样我们就看不清内部熔岩的样子。除非你把这盏熔岩灯直接连到一个非常亮的灯泡上,否则它会很快冷却。单独的熔岩泡会在一分钟内停止发光并固化,等到下课后你就可以用手去摸它而不用担心会烫伤了。一盏固化的熔岩灯差不多是世界上最无聊的东西了。不过我不禁想:如果用熔岩做灯没有意思,那么如果火山爆发出来的都是灯泡会是什么结果呢?

这估计是我做过的最没用的计算了。但是……如果圣海伦斯火山今天再次喷发,喷出的不是tephra,而是紧凑型荧光灯泡会有什么后果?好吧,如果真的发生了的话,进入到大气层中的汞会比人类排放的污染物的总量还多好几个数量级。总的来说造一个熔岩灯出来对环境不太好,我宁愿去用棍子戳一戳真实的熔岩。

我还觉得圣海伦斯火山喷发出的不是紧凑型荧光灯泡是件好事,而且如果我在Johnstone女士的课堂中的话,我会尽量坐后排的。

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