文/张军
大家都碰到过这样的现象吗?在干燥的秋冬季节,夜晚我们脱毛衣时会听到噼里啪啦的声音,还能看到火花;触碰门锁、扶手等物体时,会听到“啪”的一声,指尖被刺痛;梳干燥的头发时,头发会“飘”起来……这是发生在人体的静电现象。
大家知道吗?其实,物体是由大量分子或原子组成的,原子又由原子核和核外电子组成,原子核带正电,电子带负电。通常情况下,原子内正负电荷一样多,显电中性(如图1)。但是,不同原子的原子核对核外电子的约束本领不同,导致电子会在物体之间转移。静电现象产生的原因其实就是电子的转移。
两个物体相互摩擦就能产生静电,比如,毛皮与橡胶棒摩擦,橡胶棒会带负电;丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒会带正电。那么带静电的物体有什么性质呢?今天,让我们一起来探究一下。
我们先准备一根吸管,用纸巾反复摩擦几次,然后将牙签插在吸管中间,并将其放在另一根吸管的管口,成T 型,用手拨动水平方向的吸管,使其能轻松转动起来即可。
再准备一根吸管,同样用纸巾反复摩擦几次,缓缓靠近水平放置的吸管(如图2),就可以看到水平放置的吸管因被排斥而转动起来。当我们拿着这根吸管靠近头发或碎纸屑时,可以观察到它们被吸附在吸管上。通过查阅资料,我们不难发现带同种电荷的物体会相互排斥,并且带电物体可以吸引轻小的物体。
图1
图2
为了让实验现象更加明显,我们可以用摩擦过的PVC 管代替吸管进行实验。如图3 所示,将带电的PVC 管靠近易拉罐、纸杯、饮料瓶等,我们可以看到,它们会在桌面上滚动起来。
图3
我们也可以将一些彩色的泡沫小球放在干燥的透明塑料瓶中,当带电的PVC 管靠近瓶子时,泡沫小球会迅速向PVC 管靠近。当我们将PVC 管上下移动时,如图4 所示,泡沫小球也会上下跳动,还能听到沙沙的响声,像在风中起舞,尤为漂亮。
图4
当然,用摩擦过的吸管也可以产生这样的效果,只是现象没那么壮观。但如果我们多用几根吸管,一起“指挥”泡沫小球,效果还是很不错的(如图5)。
图5
其实,带电物体还有一种比较常见的性质,这里没有提及,大家知道是什么吗?你们又是如何探究的呢?