登陆注册
8902800000017

第17章 电荷与静电

当你忙着穿衣准备上学去的时候,另一只袜子找不到了。你赶紧到干净的衣服堆里去找。所有的地方都找遍了,还是没有找到。袜子会在哪里呢?应该不会勾在烘干机上吧?哦哦,在这里呢!姐姐发现你的那只袜子粘在了她的衬衫上。是什么使得袜子和衣服粘在一起了?答案是与小小的电荷有关。

原子中带电荷的是电子和质子。当两个质子靠近时,它们相互排斥。如果一个质子和一个电子靠近,它们就相互吸引。

为什么质子和质子互相排斥,而质子与电子互相吸引呢?原因是它们带有不同的电荷。质子和电子带有相反的电荷,质子带的电荷叫做正电荷,电子带的电荷叫做负电荷。

在18世纪,本杰明·富兰克林把电荷命名为正电荷、负电荷,并被科学家延用至今。

两种类型的电荷以特定的方式发生相互作用。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

这个规律听起来是不是很熟悉?这个规律和磁极间的相互作用规律相似。即同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

电荷与磁极间有一个很重要的区别。我们知道,磁极不会单独存在,只要有南极,必定有北极。而正负电荷却能单独存在,换句话说,即使没有正电荷,负电荷也能存在。

电荷像磁极那样能远距离施加力的作用。一个电荷通过它周围的电场(electricfield)来对其他电荷施加力的作用。

电场从每一个带电粒子向外伸展。

当把一个带电荷的粒子放在另一个带电荷的粒子的电场中时,它们要么相互排斥,要么相互吸引。如果两个粒子带的电荷相同,则相互排斥;如果两个粒子带的电荷相异,则相互吸引。

我们曾用磁感线来表示一个磁场的分布。同样,我们可以用电场线(electricfieldLine)来形象地表示电场的分布。

电场线上的箭头表示放在电场中的正电荷的受力方向。

靠近带电粒子处的电场线最密集,电场强度最大。离开这个电荷越远,电场强度越小。

当存在两个或两个以上的电荷时,产生的电场就会发生变化。产生的电场取决于各个电荷的组合情况,给出了电荷组合的两种电场分布情况。

既然物质都由能产生电场的带电粒子组成,那么为什么你不会被周围的物体——书、桌、钢笔吸引或排斥呢?这是因为每个原子具有同样数目的质子和电子,而且一个电子所带电荷与一个质子所带电荷数值相等,因此每一个正电荷被一个负电荷中和。正负电荷互相抵消,整个物体呈电中性,结果对外不存在电场力的作用。

质子被紧紧地束缚在原子核中,但电子有时能脱离原子。电子是否容易脱离原子而自由移动取决于材料。木材、橡胶、塑料和玻璃等绝缘体中的原子紧紧束缚着它们的电子。而在金、银、铜、铝这样的导体中,原子对它们的一些电子的束缚较弱,这些电子在导体中能多,整个物体就带负电荷。

在一个物体上电荷的聚集叫做静电(staticelectricity)。

静电与电流不同,电流是电荷持续不断地流动。在静电中,电荷能够增加,但不能持续流动。

电荷究竟是怎样聚集的呢?要发生电荷聚集,必须使电荷从一个物体转移到另一个物体。电荷转移有三种方式:摩擦起电、传导和感应起电。摩擦起电(friction)就是通过摩擦使电子从一个物体转移到另一物体上。传导(conduction)就是通过与带电体的直接接触而使电子从一个带电体转移到另一个不带电的物体上。感应起电(induction)是由于一个物体处在另一个带电体的电场中,而使得不带电的这个物体的不同部位之间发生电子运动。在“探索静电”中已用图来说明电荷转移的三种方式。

记住电荷不会被创造或消灭,如果一个物体失去电子,必定有另一个物体得到这些电子,电子只能从一个地方转移到另一地方。这个规律称为电荷守恒(consetrationofcharge)。

静电知识可以解释为什么烘干机里的衣服会粘在一起。

在烘干机里,不同的面料相互摩擦,使电子从一种面料转移到另一种面料上,这样衣服就带上了电荷。一只带正电荷的袜子可能被吸附到一件带负电荷的衬衫上。

如果用一种柔和的布把每件衣服包起来,它们就不太可能粘在一起。当衣服在烘干机里上下滚动时,这种布给各件衣服之间增加了一个薄层,阻止电子从衣服上跑走,衣服就不会带电。

你能想出产生静电的一些情境吗?把剩余的食物放在一个塑料袋里,当你打开塑料袋时,塑料袋就带上了电荷。由于塑料袋是绝缘体,电荷不能通过它跑走,因此塑料袋就保留了电荷。当你把这个塑料袋放在一个容器上时,通过感应,容器边缘也带上电荷,塑料袋和容器带有相反的电荷,导致塑料袋吸附在容器上。

静电的一项应用就是复印。复印机工作时,先在硒鼓带上复制所要复印的图纸的负电荷。带电的图像吸起带正电荷的非常细的黑色粉末颗粒。然后硒鼓在带有负电的纸上转动,粉末颗粒就转移到纸上。最后,纸被加热以熔化粉末,粉末就粘在纸上了。

同类推荐
  • 科学我知道——Why通讯

    科学我知道——Why通讯

    本书主要讲述的是:古老的声音通信是什么样的、风筝也可以传信吗、鸽子为什么叫信使等等。
  • (奥秘世界知识文库)中外帝王

    (奥秘世界知识文库)中外帝王

    本书体例新颖,内容上囊括了宇宙、生命、UFO、恐龙、古城、野人等十个部分的科学奥秘知识,涵盖面极广。对于致力于奥秘探索的朋友们来说,这是一个生机勃勃、变幻无穷、具有无限魅力的科学世界。它将以最生动的文字,最缜密的思维、与你一起畅游瑰丽多姿的奥秘世界,一起探索种种扑朔迷离的科学疑云。
  • 通信展望(青少年科谱知识丛书)

    通信展望(青少年科谱知识丛书)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。为此,我们特别编辑了这套“青少年科普知识”丛书,主要精选现代前沿科技的各个项目或领域,介绍其研究过程、科学原理、发展方向和应用前景等,使青少年站在当今科技的新起点寻找未来科学技术的契入点和突破口,不断追求新兴的未来科学技术。
  • 探索未知-生物的行为

    探索未知-生物的行为

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
  • 新奇小百科(1)

    新奇小百科(1)

    本书文字浅显,语言通俗易懂,篇幅短小精悍,内容奇特有趣,具有知识性、科学性、史料性。本书的读者对象广泛,小学高年级学生,初、高中学生,社会各界人士都可阅读,并可在阅读中受到启发和教育。
热门推荐
  • 第二相师

    第二相师

    学卦为规避天灾人祸,习药为求长生之道,你们要比试要打架去找第一,毕竟我是第二
  • 妃本倾城奈何君瞧不见

    妃本倾城奈何君瞧不见

    她是东阳国新晋的妃嫔,他是永国即将卸任的大将军,两人就在百合盛放的山间丛林相遇,从此不分彼此,努力扶持,共同进步……“阿康,你可曾真正喜欢过我啊?”妃乐询问。“没有!我一直以来都将你当作是我的亲妹妹,哪怕她已经去世了。”宇文拓回答。“是吗?原来还有这种形式的备胎。”妃乐更加调皮地戏谑起来。“或许吧……我对你,只会永远关爱。”宇文拓无奈地摘下山间的野花,编了一个五彩花环然后亲手给她带上。等待她的将会是心上人的背叛,那个一直自称是待她如同亲妹妹的哥哥。题外话:本人新文,恳请各位有爱的同僚互相浏览……
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 小白菜被猪拱了

    小白菜被猪拱了

    那年他十二岁,她十岁两人一起报名学跆拳道教练“你为什么学跆拳道”慕南城“保护百媚生”教练问百媚生同样的问题百媚生“教训靠近他的异性”教练泪奔,你们这么早熟好吗,教练我还是个单身狗
  • 重生日本之只狼传承

    重生日本之只狼传承

    重生到日本,开局暴毙后却获得了只狼传承?本想在这一世安安稳稳活下去的荒川望终究还是看不惯危害世间的种种恶迹,带着不死斩和楔丸踏上了退魔之路。(本书带有部分FATE世界观)
  • 武侠之怪物来了

    武侠之怪物来了

    八岁那年,孔捕的金手指送了他一个穿越惊喜——巨怪礼包!巨怪,力大无穷但又愚蠢透顶,在这两方面都颇负盛名。......
  • 一品弃妃

    一品弃妃

    初见面,他重伤潦倒,为了赚钱跑路,慕雅柔决定救他。再见面,他无声出现,为了填饱肚子,慕雅柔决定忍他。从此,化身成为睿王妃的慕雅柔遭受无尽暗算。稀里糊涂的穿越重生,慕雅柔一心只想重新来过,谁曾想大红花轿却让她成了什么睿王妃?好不容易换来的一纸休书,却没能让她重获自由。乌龙的一次提亲,却只让她和他的羁绊更深。龙啸天怒瞪眼前女子:你到底是不是女人?慕雅柔白眼回赠:你哪知眼睛看到我不是女人?某男无语,好吧,他承认她是女人。可是谁能告诉这个该死的女人,换衣服是应该背着男人的啊!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 假装机甲

    假装机甲

    一场至关重要的机甲比赛在即,身为“战·武”战队主力的齐姗却在比赛前经历了齐云飞的无情,欧小小和钱昭的双重背叛,她是否能够承受住打击?面对赛后人生她又该何去何从?一个普通的假期后,石柯女友忽然主动切断与石柯的联系,似人间蒸发般无从联系。在寻找的过程中石柯捡到了一个“尸体”至此开启了他跌宕起伏哭笑不得的人生模式。
  • 无极之窥伺天地

    无极之窥伺天地

    雷玄一名平凡无奇的打工仔,网吧包夜心肌梗塞猝死,灵魂穿越到大唐,西周,东晋,满清,大明五大国争霸的战国时代,附身重生于渡劫失败的武者擎天上,梦中自学天罡36门,从此踏上修炼武帝的道路。战群豪,斗魔兽,勘破天下英雄。创门派,揽美人,以一人之力平定浮华乱世。