芻議“摩擦起電”

孫偉河

絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電.相互接觸的絲綢和玻璃棒、毛皮和橡膠棒摩擦后帶電的原因是什么？這里涉及到不同種物質相互摩擦后，物體能夠帶電.那么，“不同物質”和“摩擦”是否是構成“起電”的必要條件呢？如果“接觸”是“摩擦”的前提，那么，兩種物質相互接觸，不用摩擦能否起電？摩擦后的物體帶的電荷是摩擦力“摩”出來的嗎？如果不用摩擦也可以起電，那么，摩擦的作用又在何處？針對以上問題，本人對此進行了探討.

一、 摩擦起的什么“電”

用摩擦的方法使物體帶電的現象，叫摩擦起電（或兩種不同的物體相互摩擦后，一種物體帶正電，另一種物體帶負電的現象）.這里，“電”指電荷，即摩擦后產生靜電.電荷：自然界中只存在兩種電荷.規定絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷叫正電荷，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷叫負電荷.

二、如何判斷摩擦后的物體帶電

應用轉化法的思想，設計兩種實驗方案.

方案一：根據帶電的物體具有吸引輕小物體的性質，將問題轉化為把摩擦過后的物體靠近碎紙屑，觀察碎紙屑是否被吸引.如圖１所示.若碎紙屑被吸引，說明物體帶電.

方案二：根據同種電荷互相排斥，制作了驗電器.如圖２所示，當驗電器的金屬球帶了電，兩個金屬箔片必定帶有同種電荷，因而相互排斥張開一個角度.我們便可以根據金屬箔片是否張開一個角度來判斷與驗電器相接觸的物體是否帶電.問題得以轉化.