頭髮是如何帶上靜電的?
摩擦起電是讓頭髮帶電的原因。當兩個物體的表面相互摩擦時,兩個物體都會帶上電荷。比如頭髮和塑料梳子看起來都是光滑的,但其實在原子量級上,它們的表面都是凸凹不平的,由原子堆成的小丘一個接着一個。所以當梳子與頭髮摩擦的時候,頭髮上的一些電子就會留在梳子上的溝壑裏,反之亦然。
乾燥的頭髮會貼在梳子上;在晚上沒開燈的房間可以看見貓蹭過毯子時放出的電火花;雷雨大作時可以看見雲層中的閃電……這些都是物體帶有靜電的例子。許多物體,像頭髮、毛毯、雲層和大地,都能帶上靜電荷。
我們先要了解一些關於原子的常識。我們已經知道,原子中心的原子核是由帶正電的質子和不帶電的中子組成的。原子核周圍是繞核運動的電子,被稱爲電子雲。電子被帶正電的原子核吸引,使原子成爲一個由原子核和核外電子構成的整體。這個電場力就像是一種強力膠,要不是這種力的存在,宇宙中的所有物質都會瓦解,成爲一堆堆的物質顆粒。
對於原子來說,如果原子核裏有3個質子,那麼核外就一定會有3個電子,從而保持了原子的電中性。因爲我們周圍的物體大都是由原子組成的,所以他們都不帶電。如果一個物體暫時性地帶上了靜電荷,它就有可能會放射出電火花。帶電錶明組成這個物體的原子中,有一部分電荷不平衡了,可能是得到了多餘的電子帶上了負電,也可能是失去了電子帶了正電。
在乾燥的房間裏梳頭,頭髮上很容易產生靜電。電子會從頭髮上跑到梳子上,這樣梳子和頭髮就都帶電了。摩擦起電就是梳子讓頭髮帶電的原因。當兩個物體的表面相互摩擦時,兩個物體都會帶上電荷。雖然頭髮和塑料梳子看起來都是光滑的,但其實在原子量級上,它們的表面都是凸凹不平的,由原子堆成的小丘一個接着一個。所以當梳子與頭髮摩擦的時候,頭髮上的一些電子就會留在梳子上的溝壑裏,反之亦然。
在空氣相對潮溼的環境裏,摩擦的現象就會得以緩解,因爲留在頭髮上的水分使頭髮表面變得光滑了。同樣,如果頭髮上有油分,摩擦起電的現象也會減弱,因爲油層在梳子和頭髮之間起到了潤滑的作用。但是在乾燥房間裏的乾燥頭髮上,摩擦就會很嚴重,頭髮上的電子會因此從頭髮上脫離下來,附着在梳子上。由於電子帶負電,梳子就因爲帶有多餘的電子而帶上了負電。與此同時,一些頭髮也因爲失去了電子而帶上了正電。又因爲正負電荷相互吸引,帶正電的頭髮就總是會貼在帶負電的梳子上,即使把梳子拿開,頭髮也會跟着梳子豎起來。但正負電荷會互相中和,向着平衡的狀態恢復。當正負電荷完全平衡時,原子就恢復了常態,此時無論是梳子還是頭髮都不帶電了。
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