文/張軍
大家都碰到過這樣的現(xiàn)象嗎?在干燥的秋冬季節(jié),夜晚我們脫毛衣時會聽到噼里啪啦的聲音,還能看到火花;觸碰門鎖、扶手等物體時,會聽到“啪”的一聲,指尖被刺痛;梳干燥的頭發(fā)時,頭發(fā)會“飄”起來……這是發(fā)生在人體的靜電現(xiàn)象。
大家知道嗎?其實,物體是由大量分子或原子組成的,原子又由原子核和核外電子組成,原子核帶正電,電子帶負電。通常情況下,原子內正負電荷一樣多,顯電中性(如圖1)。但是,不同原子的原子核對核外電子的約束本領不同,導致電子會在物體之間轉移。靜電現(xiàn)象產生的原因其實就是電子的轉移。
兩個物體相互摩擦就能產生靜電,比如,毛皮與橡膠棒摩擦,橡膠棒會帶負電;絲綢與玻璃棒摩擦,玻璃棒會帶正電。那么帶靜電的物體有什么性質呢?今天,讓我們一起來探究一下。
我們先準備一根吸管,用紙巾反復摩擦幾次,然后將牙簽插在吸管中間,并將其放在另一根吸管的管口,成T 型,用手撥動水平方向的吸管,使其能輕松轉動起來即可。
再準備一根吸管,同樣用紙巾反復摩擦幾次,緩緩靠近水平放置的吸管(如圖2),就可以看到水平放置的吸管因被排斥而轉動起來。當我們拿著這根吸管靠近頭發(fā)或碎紙屑時,可以觀察到它們被吸附在吸管上。通過查閱資料,我們不難發(fā)現(xiàn)帶同種電荷的物體會相互排斥,并且?guī)щ娢矬w可以吸引輕小的物體。

圖1

圖2
為了讓實驗現(xiàn)象更加明顯,我們可以用摩擦過的PVC 管代替吸管進行實驗。如圖3 所示,將帶電的PVC 管靠近易拉罐、紙杯、飲料瓶等,我們可以看到,它們會在桌面上滾動起來。

圖3
我們也可以將一些彩色的泡沫小球放在干燥的透明塑料瓶中,當帶電的PVC 管靠近瓶子時,泡沫小球會迅速向PVC 管靠近。當我們將PVC 管上下移動時,如圖4 所示,泡沫小球也會上下跳動,還能聽到沙沙的響聲,像在風中起舞,尤為漂亮。

圖4
當然,用摩擦過的吸管也可以產生這樣的效果,只是現(xiàn)象沒那么壯觀。但如果我們多用幾根吸管,一起“指揮”泡沫小球,效果還是很不錯的(如圖5)。

圖5
其實,帶電物體還有一種比較常見的性質,這里沒有提及,大家知道是什么嗎?你們又是如何探究的呢?