冬春季節天氣乾燥,靜電常常會給我們的生活帶來一些小煩惱。握手時,剛一接觸就感到針刺般的疼痛;脫衣服時,會聽到噼啪的聲響;梳頭時,頭髮會經常「飄」起來,這其實都是靜電造成的。被電了這麼久,您知道靜電是如何產生的嗎?靜電對我們的生活有哪些影響?哪些方法可以減少靜電?
帶同種電荷的兩根吸管,一根「攆」著另一根「跑」
核心提示
冬春季節天氣乾燥,靜電常常會給我們的生活帶來一些小煩惱。握手時,剛一接觸就感到針刺般的疼痛;脫衣服時,會聽到噼啪的聲響;梳頭時,頭髮會經常「飄」起來,這其實都是靜電造成的。被電了這麼久,您知道靜電是如何產生的嗎?靜電對我們的生活有哪些影響?哪些方法可以減少靜電?
實驗一:「奔跑」的吸管
●實驗材料:洗潔精瓶子、兩根吸管、紙巾
●實驗過程:用紙巾和兩根吸管摩擦,之後把其中一根吸管居中放在洗潔精瓶子的瓶蓋上,拿另一根吸管靠近瓶子上吸管的一端,看會發生什麼。
●實驗結果:在兩根吸管不接觸的情況下,順時針或者逆時針移動手上的吸管,瓶蓋上的吸管便「奔跑」起來。
●實驗原理:實驗中的兩根吸管並沒有接觸,但手中的吸管能輕鬆讓瓶蓋上的吸管運動起來。
這是因為通過與紙巾摩擦產生靜電,兩根吸管帶上了同種電荷,同種電荷相互排斥,所以瓶子上的吸管就旋轉了起來。
●小貼士:實驗必須在乾燥的環境中進行,記者在實驗過程中手出汗,吸管就不動了,用紙巾將手上的水分擦乾後再次進行實驗,吸管就「奔跑」起來了。
拿摩擦後的氣球靠近驗電器,兩片鋁箔分開
實驗二:變彎的水流
●實驗材料:氣球
●實驗過程:1.將家中的水龍頭打開,調出細細的水流,水流量小既環保節水,實驗效果也更明顯。
2.拿氣球在身上或頭髮上摩擦後,接近水流看變化。
●實驗結果:摩擦後的氣球接近水流後,水流仿佛被氣球吸引了,氣球運動到哪個方向,水流就偏到哪個方向。
●實驗原理:摩擦產生靜電,氣球帶有一定的電荷,帶電體能夠吸引輕小物體,因此細水流變彎。
●小貼士:如果氣球不小心沾上了水,一定要將其擦乾後再進行實驗。
帶電荷的氣球讓水流變彎了
實驗三:自製驗電器觀察靜電大小
●實驗材料:礦泉水瓶、一小段導線、剪刀、鉗子、鋁箔、錐子
●實驗步驟:
1.用剪刀剪出兩片小鋁箔。
2.用鉗子將一段導線兩端的外皮剝掉,用錐子在瓶蓋上鑽一個與導線直徑相當的孔,將導線穿過瓶蓋上的孔,把瓶蓋外的導線彎曲成螺旋狀。
3.把瓶蓋下方的導線彎成鉤狀,將兩片鋁箔掛在導線的彎鉤處,之後擰緊瓶蓋,驗電器就做好了。
4.將帶靜電的物體靠近驗電器上方,觀察實驗效果。
●實驗結果:將氣球與頭髮摩擦後接近驗電器,可以看到驗電器中的兩片鋁箔分開了。
●實驗原理:河南科技大學物理工程學院副教授王翬(huī)介紹,驗電器是一種檢測物體是否帶靜電及粗略估計帶電量大小的儀器。當被檢驗物體靠近驗電器頂端的導體時,自身所帶的電荷會傳到礦泉水瓶內的鋁箔上。由於同種電荷相互排斥,鋁箔會自動分開,形成一定角度。我們可以根據兩片鋁箔分開的角度大小粗略估計物體帶電量的大小。
靜電是如何產生的
任何物質都是由原子組合而成的,而原子的基本結構為質子、中子及電子。科學家們將質子所帶的電荷定義為正電,中子不帶電,電子帶負電。在正常狀況下,一個原子的質子與電子數量相同,正負電荷平衡,因此對外表現出不帶電的現象。外界作用如摩擦會使原子得到或者失去電子,從而正負電荷不再平衡。
物理上認為,任何兩個不同材質的物體接觸後再分離,即可產生靜電,只不過通常情況下一次接觸再分離產生的靜電量很少。兩種物質對電子束縛能力的差別越大,它們接觸後越容易產生靜電。
科學並不總是「高冷」科學也在生活中
王翬介紹,通過驗電器我們可以輕鬆測試生活中的物體是否帶有靜電。不少人都有這樣的經歷,乾燥天氣時在食堂用金屬餐盤吃飯,用餐結束起身時用手觸摸盤子會感覺被餐盤電到了,這是因為身體與凳子摩擦產生了靜電,當起身時靜電會迅速充滿全身,在接觸到盤子時就會有被電到的感覺。只要在從凳子上站起來之前,先用手觸摸住金屬餐盤,就可以有效避免被電到。
王翬說:「科學並不總是『高冷』的,並不總是高高在上的,只要善於觀察、善於探索,就會發現生活中一些常見現象其實暗藏著有趣而深奧的科學知識。」
乾燥季節防靜電
梳子最好用木製的 開門前先摸一下牆
除了接觸時被靜電打到,靜電的危害還有不少。飛機機體與空氣、灰塵等微粒摩擦也會產生靜電,如果不採取措施將會嚴重幹擾飛機無線電設備的正常工作,使飛機變成「聾子」和「瞎子」;靜電產生的火花則會點燃某些易燃物體而發生爆炸,在加油站、煤礦等場所一定要防範靜電可能帶來的危害。
王翬說:「在日常生活中,我們不可能完全消除靜電,想減少靜電帶來的危害應做到防放結合。也就是避免電荷累積及將產生的靜電轉移。」
冬春季節天氣乾燥時,減少人體靜電要注意皮膚保溼,並且儘量穿純棉材料的衣物;梳子最好選用木製的,梳頭前先將梳子在水中浸溼;觸摸門把手、公交車扶手、金屬餐具前可以先用手摸一下牆或拿個小鑰匙等將體內的靜電「放」出去,用手背接觸金屬雖然也會被電到,但可以使疼痛程度明顯降低;在房間裡可以放置加溼器增加溼度以減少靜電的產生。
汽油極易揮發,在達到一定濃度的情況下遇到靜電產生的火花就容易引發爆炸,因此在自助加油時,要更加小心。加油前可用手觸摸加油機下方手形標牌處釋放靜電;加油時將油槍在油箱口輕碰一下以消除靜電;油槍應儘量伸入油箱內,減少加油過程中揮發的油霧;加完油等一會兒再將油槍抽出。(洛陽晚報記者 郭飛飛 文/圖)