盧思彤

冬天時,你在鏡子前和你的頭發對抗過嗎?陽光明媚的早晨,你的頭發卻蓬成一團,任你怎么梳,它也不會變得乖巧。你有聽到過自己脫下毛衣時不知哪里發出的啪啪聲嗎?有時還會感覺自己被毛衣電著了。這一切都是靜電在作怪。
★是琥珀讓我發現你
你可能有過這樣的體驗:冬天時,拉門把手或者摁電梯按鈕,突然感到指尖傳來一陣電流,啪的一聲,你趕緊縮了手回來,然后膽戰心驚地把手縮進衣袖,隔著衣服才敢繼續拉門或者按電梯。這就是靜電。兩千多年前,人們就發現了靜電。
那時,人們都喜歡佩戴各種寶石以喻吉祥。古希臘的女孩子都喜歡帶琥珀,以顯示她們地位高貴。可是不管擦得多干凈,這些寶石總是會很快沾,上灰塵。沒人知道為什么。后來哲學家泰勒斯發現,人們走動時,琥珀不斷搖晃,頻繁地摩擦身上的絲綢,他從中得到啟發一琥珀用絲綢摩擦后,會吸引塵埃、絨毛、麥稈等小物件。于是,他發現了靜電。
琥珀在古希臘文里,叫作elektor,這也就是后來電electric這個詞的來由。
后來,王充在《論衡》、張華在《博物志》里都有提到靜電。張華的感受和我們現在的感受就非常相似了,他在書中寫道,梳頭和脫衣服的時候,有時候可以看到小小的火星,還能聽到微弱的噼里啪啦的聲音。
系統研究靜電的人,是英國科學家吉爾伯特,他發現琥珀、金剛石、藍寶石、硫磺等,在摩擦之后都可以吸引輕小的物體。他把它們稱作“帶電體”。他還發現如果帶電體處于潮濕的環境時,那種吸引力就會消失,他根據自己的發現制作了世界上第一臺驗電器。
★原子核的團隊建設
為什么摩擦過的琥珀等“帶電體”就可以產生電呢?是由于摩擦產生的,還是只是通過摩擦增強了效果呢?這就要說到原子結構了。
所有的物體都由分子組成,分子呢,是由原子組成的。原子里面有一個非常核心的大哥,叫原子核,他憑借強大的個人魅力籠絡了一群小弟,其中有帶正電荷的質子,有不帶電的中子,還有帶負電荷的電子。原子核周圍的質子小弟和電子小弟一樣多,這樣正負電荷對沖,達到一個平衡,整個原子就不帶電。
但是不同的大哥對小弟的約束力不同,有些邊緣化的小弟覺得別的大哥那里能吃好喝好就有開溜的想法。“帶電體”一摩擦,原子核里面的質子、中子、電子就高速運動,部分電子跑得飛快,和別的物體觸碰時,嗖地進了別的陣營。這就是電子轉移。
電子一跑,出現了什么情況呢?原始陣營里,電子少了,帶正電的質子多了,整個團隊就帶上正電了,被稱為陽離子。而接收電子的那個陣營,因為多了帶負電的電子,整個團隊就帶上了負電,被稱為陰離子。
琥珀在摩擦時,電子發生了轉移,也就出現了靜電現象。所以,當你在天氣干燥的寒冬里觸摸電梯按鈕時,到底是你對你的電子約束力不夠,還是電梯按鈕對它的小弟管束不善?總之,你們之間“觸電”了。
關于靜電的小實驗
在生活中有著許多關于靜電的有趣實驗。讓我們動手做一下吧!
吹起兩只氣球,用細繩把氣球口扎緊。把氣球用力在自己的毛衣上摩擦。用手牽著細繩使氣球自然下垂,觀察兩只氣球的相互狀態。看一看它們會互相排斥而分開嗎?再把這兩只氣球放在剛擦過氣球的毛衣肩上,看一看兩只氣球可以粘在毛衣上嗎?
找一個塑料尺子,把尺子放在自己的頭發上摩擦。用摩擦過的尺子去靠近撕碎的小紙屑,觀察一下小紙屑會不會被吸上來?
人們對原子結構的認識,起始于發現了靜電。在那之前的漫長日子里,不管是東方還是西方,都曾經認為一切事物都是由“金木水火土”等基本元素組成。然而,原子才是組成一切事物的基本單位。