Tại sao giữa cần gạt của xe điện bánh hơi và đường dây điện trên không có khi tóe ra tia lửa xanh?

Trong đời sống hằng ngày, nếu quan sát kỹ ngọn lửa, chúng ta có thể thấy các vật cháy khác nhau thường phát ra màu lửa khác nhau. Chẳng hạn lửa cồn có màu xanh rất nhạt, lửa đèn dầu hỏa có màu hơi xanh lá cây, còn axit cacbonic nguyên chất khi cháy có màu xanh lá cây rất tươi.

Trong tự nhiên, không chỉ dầu hỏa hay cồn có thể cháy, mà ngay cả kim loại cũng có thể cháy, chỉ có điều nhiệt độ bốc cháy của kim loại cao hơn rất nhiều so với dầu hỏa và cồn. Ở nhiệt độ cao, nhiều kim loại bốc cháy và phát ra màu sắc đặc trưng. Ví dụ natri cháy có màu vàng, kali cháy có màu tím, đồng cháy có màu xanh lá cây.

Ở đầu cần gạt trên nóc xe điện có một máng lõm để tiếp xúc với đường dây điện trên không. Tại chỗ tiếp xúc này thường phát ra hồ quang, tức một chùm tia lửa màu xanh lá cây chói mắt. Nguyên nhân phát ra hồ quang chủ yếu là khi tàu chạy, sự rung động nhẹ làm cho cần gạt tách khỏi đường dây điện trong khoảnh khắc, tạo ra khe hở giữa đường dây và cần gạt. Không khí ở khe hở này dưới tác dụng của điện trở thành vật dẫn, sinh ra hồ quang điện có nhiệt độ rất cao. Vì đường dây điện trên không làm bằng đồng, hồ quang điện có thể khiến đồng tạm thời bốc cháy và phát ra ánh sáng màu xanh lá cây đặc trưng của nguyên tử đồng. Khi cần gạt tiếp xúc tốt trở lại với đường dây, tia lửa hồ quang cũng tự mất đi.