揭秘“帶電的報紙”

董麗

摘 要：靜電是一種處于靜止狀態的電荷。靜電是通過摩擦引起電荷的重新分布而形成的，也有由于電荷的相互吸引引起電荷的重新分布形成。一般情況下原子核的正電荷與電子的負電荷相等，正負平衡，所以不顯電性。 但是如果電子受外力而脫離軌道，造成不平衡電子分布，比如實質上摩擦起電就是一種造成正負電荷不平衡的過程。當兩個不同的物體相互接觸并且相互摩擦時，一個物體的電子轉移到另一個物體，就因為缺少電子而帶正電，而另一個體得到一些剩余電子的物體而帶負電，物體帶上了靜電。

關鍵詞：報紙；帶電 ；原理

在日常生活中（特別在在干燥和多風的冬天），人們常常會碰到這種現象：晚上脫衣服睡覺時，黑暗中常聽到噼啪的聲響，而且伴有藍光；見面握手時，手指剛一接觸到對方，會突然感到指尖針刺般刺痛，令人大驚失色；早上起來梳頭時，頭發會經常“飄”起來，越理越亂；拉門把手、開水龍頭時都會“觸電”，時常發出“啪、啪、啪”的聲響，這就是發生在人體的靜電。靜電是一種處于靜止狀態的電荷。

想必，你都體驗過靜電了吧？可是，你見過帶電的報紙嗎？也就是不用膠水、膠布等粘合的東西，報紙就能貼在墻上掉不下來。你知道這是為什么嗎？ 現在，我和大家一起來見證“帶電的報紙”。

針對實驗研究問題的假設，我們準備好了所需材料：一支鉛筆；一張報紙。接著進行實驗操作：1.展開報紙，把報紙平鋪在墻上。2.用鉛筆的側面迅速地在報紙上摩擦幾下后，報紙就像粘在墻上一樣掉不下來了。3.掀起報紙的一角，然后松手，被掀起的角會被墻壁吸回去。4.把報紙慢慢地從墻上揭下來，注意傾聽靜電的聲音。

在實驗中，我們看到了掀起角的報紙又被墻壁吸了回去；當把報紙慢慢地從墻上揭下來時，聽到了“劈啪劈啪”的聲音。原來，摩擦鉛筆，使報紙帶電。帶電的報紙被吸到了墻。當屋子里的空氣干燥（尤其是在冬天），如果你把報紙從墻上揭下來，就會聽到靜電的劈啪聲。

實驗表明：靜電存在于我們周圍的一切物質之中，包括人類在內的生物和非生物。靜電是通過摩擦引起電荷的重新分布而形成的，也有由于電荷的相互吸引引起電荷的重新分布形成。一般情況下原子核的正電荷與電子的負電荷相等，正負平衡，所以不顯電性。 但是如果電子受外力而脫離軌道，造成不平衡電子分布，比如實質上摩擦起電就是一種造成正負電荷不平衡的過程。當兩個不同的物體相互接觸并且相互摩擦時，一個物體的電子轉移到另一個物體，就因為缺少電子而帶正電，而另一個體得到一些剩余電子的物體而帶負電，物體帶上了靜電。

摩擦起電（electrification by friction）是電子由一個物體轉移到另一個物體的結果，使兩個物體帶上了等量的電荷。得到電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電。因此原來不帶電的兩個物體摩擦起電時，它們所帶的電量在數值上必然相等。摩擦過的物體具有吸引輕小物體的現象。自然界中只存在兩種電荷，即為正電荷和負電荷。用摩擦的方法使兩個不同的物體帶電的現象，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）。當鉛筆的側面迅速地在報紙上摩擦時，鉛筆帶負電，報紙帶正電。由于不同物質的原子核對核外電子的束縛能力不同，當兩個物體相互摩擦時，哪個物體的原子核對核外電子的束縛本領弱，它的一些電子就會轉移到另一個物體上，報紙由于失去電子所以帶正電，鉛筆由于得到電子并且帶有多余的電子而帶負電。另外，摩擦起電實質上并不是創造了電，只是電荷從一個物體轉移到了另一個物體，使正負電荷分開，電荷的總量并沒有改變。相互摩擦的兩個物體，必然帶上等量的異種電荷，帶正電的物體缺少電子，帶負電的物體有了等量的多余的電子。

通過了解摩擦起電的實質就是電荷的轉移后，報紙帶電就沒那么神秘了。可見，自然界的靜電現象有利也有弊。比如：早上起來梳頭時，頭發會經常“飄”起來，越理越亂，拉門把手、開水龍頭時都會“觸電”； 靜電危害中最嚴重的靜電放電引起可燃物的起火和爆炸。從這個角度說，靜電真是個搗蛋鬼！

靜電雖然對人類有許多壞處，然而，靜電對人類也有不少好處呢！如：人們利用靜電產生的原理，發明了靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復印、凈化空氣等。靜電除塵---可以消除煙氣中的煤塵；靜電復印---可以迅速、方便的把圖書、數據、文件復印下來。高壓靜電還能對白酒生產、酸醋和醬油的陳化有促進作用。陳化后的白酒、酸醋和醬油的品味會更純正。

以上分析表明，運用物體摩擦起電的電子得失轉移理論和運用同種電荷相斥異種電荷相吸的作用規律能夠在一定程度上對摩擦起電實驗現象作出合理解釋，表明電荷電性作用理論的合理性，而物體摩擦起電的電子得失轉移以及同種電荷相斥異種電荷相吸的電荷作用規律的深層本質歸根結底是電場子及電子熱運動壓力、密度差壓力的作用規律、碰撞作用規律和電場子及電子流體性作用規律的體現，是物質系統內部的物質結構和相互作用為實現穩定平衡而作出相應的物質運動變化和相互作用的改變調整所產生的外部表現。

參考資料：

【1】淺談小學科學實驗教學中實驗器材的選擇與運用[J]. 朱劍旺. 浙江教育技術 2011年06期

【2】李克勇，曲麗梅，物理（M）北京：化學工業出版社，2004。