用科學來看待「皮卡丘」,小智身旁的不定時炸彈

2020-12-04 PeJoy遊戲說

從小作為一名「神奇寶貝訓練師」的玩家肯定數不勝數吧,但是你們在玩神奇寶貝系列的遊戲時,真的吧神奇寶貝圖鑑讀透了嗎?這次小編就從科學的角度帶你們解讀最熟悉的寶可夢:皮卡丘。

超來電小倉鼠:皮卡丘

皮卡丘在寶可夢世界就像迪士尼的米老鼠一樣(都是老鼠),身為圖鑑上第一隻遇到的電氣系神奇寶貝,它的內容可說是煥然一新,充滿各種對「電」特別敘述和幻想。例如:

「幾隻皮卡丘湊在一起可以造成閃電風暴」(紅、藍、葉綠版)「靠它的尾巴偵測四周,閃電有時候會打到尾巴」(銀、魂銀、X版)「很聰明,會用電烤熟漿果讓它更好吃」(金、心金版)。

看起來任何一個圖鑑中的敘述,都是真實世界的電、磁真的有可能辦到的事。在寶可夢世界中,皮卡丘能夠控制從微弱到強大的電力,但與我們的主人公小智日常生活最相關的大概是這個敘述:

「用兩頰儲存電力,當睡覺的時候會充電,起來時昏昏沉沉有時候會有電力釋放」。

我沒記錯的話,皮卡丘似乎都是在小智的懷中(或附近)睡覺的,如果它平時就電力超群,而且特別在這種時候無法控制電力釋放的話,小智有沒有可能有生命危險呢?

擁有儲存電力功能的物品,如皮卡丘的臉頰,被稱為電容器,在現在的電路系統中很常見。討論一個電容器的電容率大小,類似於討論彈簧的彈性係數會因為彈簧本身材質等條件而有不同,電容大小也會因電容器而異,跟材料、填充率、兩片電極之間遠近都有關。

電容(C)單位為法拉,1 法拉的電容器,在正常操作範圍內,每增加1 伏特的電壓可以多儲存1 庫侖的電荷。電容可由以下得知:C = q/V(q為電極板上的電荷,單位為庫侖;V為之間的電壓,單位為伏特),要計算皮卡丘的電容,現在我們需要知道的是該以它的那個放電現象作為最強的基準?

在綠寶石版的圖鑑中有這麼一句話:「皮卡丘臉頰儲存的電力可以依程度放出來,差不多等於閃電的電力。」好,那我們就把閃電的強度當作基準吧!

在空氣中,一米內產生100萬伏特以上的電場時,就會開始產生電弧,大氣中的連續釋放的強大電弧就是閃電。

如果皮卡丘釋放的就是整串的電弧,所需時間跟閃電一樣僅0.2秒,一般的閃電電量為15庫倫,較強力的閃電甚至可以達到350庫倫,而電壓介於1000萬到1億伏特,如果我們取最強的閃電數據,帶入上面的公式做計算。

假設皮卡丘的臉頰純存了最強大的閃電,他的電容將為3.5 微(10 -6)法拉。

這其實算是相當合理的數字,一般常見或時常使用的電路中,電容大小通常都是在微法拉的範圍內,所以皮卡丘並沒有特別誇張。硬要比較的話,人體的電容為400微微(10 -12)法拉。

圖鑑中表示皮卡丘藉由睡覺來充電,在這樣的情況下能充電的來源只有一個——靜電,就像用氣球摩擦頭髮一樣,甚至閃電本身就是大氣中的靜電釋放。

靜電力的釋放,也就是皮卡丘的大部分絕招可以用一下公式得到:

E = CV 2 /2(E為能量,單位為焦耳)如果要使出名副其實的閃電,能量將為35,000,000,000 焦耳(350 億焦耳)。

雖然圖鑑上說大部分的皮卡丘可以控制自己的電流釋放,不過如果這電力屬實,那一隻皮卡丘就相當危險了,350 億焦耳的能量差不多等於8.37 噸TNT炸藥,如果幾隻皮卡丘聚在一起別說閃電風暴了,大概森林都沒了。

想來每一個晚上小智抱著皮卡丘睡覺時,一定心裡在默默祈禱,希望他的好夥伴有一個好夢,要不然明天早上地上不是一具焦屍,就是一個巨大的彈坑!

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