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科学探秘:揭开静电的神秘面纱!

这一现象,随时随地、毫无征兆、不可避免地袭击你,可能你走在柔软的地毯上,正要去握门把手,突然,嗞!

为了理解静电产生的原因,我们首先需要知道,世间万物是由什么组成的,所有的物质都由分子或原子组成,而原子分为以下三种粒子组成:带负电的电子、带正电的质子以及不带电的中子。

一般情况下,原子中电子和质子的带电量相抵,这也是为什么身边绝大多数物质保持电中性。但是电子很微小,而且很容易聚集在一起,摩擦会导致松散的电子得到足够的能量,脱离原子的束缚,通过表层从物体中迁移到另一个物体,这时第一个物体中的质子将多于电子,使得物体带正电,同时,第二个物体中的电子将多于质子,使得物体带负电,这一现象称为“电荷失衡”或称“静电荷分离”,但是自然界总是趋向于平衡的,因此当这些电荷失衡的物体与其他物体接触时,电子会在物体间移动,使总电荷趋于平衡,或者跳到带正电的物体上或者跳到带负电的物体上,从而使总电荷可能处于平衡状态,而这类导致电子快速移动的现象,称为“静电放电”,也就是我们看到的静电火花。

并不是所有的物体都会出现这种现象,否则我们随时都会被静电“嗞”到。导电体如金属、盐水等拥有很多松散的电子,它们很容易在分子间流动,另一方面,绝缘体如塑料、橡胶、玻璃等,电子的束缚很紧,很难移动到其他的原子上,两个物体之间有一个是绝缘体时,很容易产生电荷失衡现象,当你走在地毯上时,你身体中的电子将会擦到地毯上,而地毯绝缘毛织品上的电子将不会丢失电子,虽然你的身体和地毯总体上仍然保持电中性,但你的身体和地毯已经产生了极性,当你握门把手时“嗞”金属门把手上松散电子将会跳到你的手上,取代你身体丢失的电子。

卧室发生这类事情,也许只算是小麻烦,但在室外静电可以导致灾难性的后果,在特定情况下云与云之间也可以发生静电荷分离,现在我们还不知道具体发生的原因,有可能是因为云层中水滴和冰滴的交替变换而产生的静电荷分离,无论怎样,云层的电荷失衡状态会通过向其他物体放电而恢复,比如向建筑物、地表或其他云层,同时这种放电会产生电火花,也就是我们熟知的“闪电”。正如你的手指间可以通过打响指一遍又一遍地产生电火花,闪电也可以一遍又一遍在击中同一地点。

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