那个冬天,我们触电了

2019-09-03 09:55卢思彤
课堂内外(初中版) 2019年8期
关键词:带电体小弟琥珀

卢思彤

冬天时,你在镜子前和你的头发对抗过吗?阳光明媚的早晨,你的頭发却蓬成一团,任你怎么梳,它也不会变得乖巧。你有听到过自己脱下毛衣时不知哪里发出的啪啪声吗?有时还会感觉自己被毛衣电着了。这一切都是静电在作怪。

★是琥珀让我发现你

你可能有过这样的体验:冬天时,拉门把手或者摁电梯按钮,突然感到指尖传来一阵电流,啪的一声,你赶紧缩了手回来,然后胆战心惊地把手缩进衣袖,隔着衣服才敢继续拉门或者按电梯。这就是静电。两千多年前,人们就发现了静电。

那时,人们都喜欢佩戴各种宝石以喻吉祥。古希腊的女孩子都喜欢带琥珀,以显示她们地位高贵。可是不管擦得多干净,这些宝石总是会很快沾,上灰尘。没人知道为什么。后来哲学家泰勒斯发现,人们走动时,琥珀不断摇晃,频繁地摩擦身上的丝绸,他从中得到启发一琥珀用丝绸摩擦后,会吸引尘埃、绒毛、麦秆等小物件。于是,他发现了静电。

琥珀在古希腊文里,叫作elektor,这也就是后来电electric这个词的来由。

后来,王充在《论衡》、张华在《博物志》里都有提到静电。张华的感受和我们现在的感受就非常相似了,他在书中写道,梳头和脱衣服的时候,有时候可以看到小小的火星,还能听到微弱的噼里啪啦的声音。

系统研究静电的人,是英国科学家吉尔伯特,他发现琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺等,在摩擦之后都可以吸引轻小的物体。他把它们称作“带电体”。他还发现如果带电体处于潮湿的环境时,那种吸引力就会消失,他根据自己的发现制作了世界上第一台验电器。

★原子核的团队建设

为什么摩擦过的琥珀等“带电体”就可以产生电呢?是由于摩擦产生的,还是只是通过摩擦增强了效果呢?这就要说到原子结构了。

所有的物体都由分子组成,分子呢,是由原子组成的。原子里面有一个非常核心的大哥,叫原子核,他凭借强大的个人魅力笼络了一群小弟,其中有带正电荷的质子,有不带电的中子,还有带负电荷的电子。原子核周围的质子小弟和电子小弟一样多,这样正负电荷对冲,达到一个平衡,整个原子就不带电。

但是不同的大哥对小弟的约束力不同,有些边缘化的小弟觉得别的大哥那里能吃好喝好就有开溜的想法。“带电体”一摩擦,原子核里面的质子、中子、电子就高速运动,部分电子跑得飞快,和别的物体触碰时,嗖地进了别的阵营。这就是电子转移。

电子一跑,出现了什么情况呢?原始阵营里,电子少了,带正电的质子多了,整个团队就带上正电了,被称为阳离子。而接收电子的那个阵营,因为多了带负电的电子,整个团队就带上了负电,被称为阴离子。

琥珀在摩擦时,电子发生了转移,也就出现了静电现象。所以,当你在天气干燥的寒冬里触摸电梯按钮时,到底是你对你的电子约束力不够,还是电梯按钮对它的小弟管束不善?总之,你们之间“触电”了。

关于静电的小实验

在生活中有着许多关于静电的有趣实验。让我们动手做一下吧!

吹起两只气球,用细绳把气球口扎紧。把气球用力在自己的毛衣上摩擦。用手牵着细绳使气球自然下垂,观察两只气球的相互状态。看一看它们会互相排斥而分开吗?再把这两只气球放在刚擦过气球的毛衣肩上,看一看两只气球可以粘在毛衣上吗?

找一个塑料尺子,把尺子放在自己的头发上摩擦。用摩擦过的尺子去靠近撕碎的小纸屑,观察一下小纸屑会不会被吸上来?

人们对原子结构的认识,起始于发现了静电。在那之前的漫长日子里,不管是东方还是西方,都曾经认为一切事物都是由“金木水火土”等基本元素组成。然而,原子才是组成一切事物的基本单位。

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