登陆注册
15697200000017

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
  • 大视野知识文库(插图)史前生命

    大视野知识文库(插图)史前生命

    大视野知识文库包括:世界未解之谜、史前生命、浩渺的宇宙、人类的奥秘、走遍世界、奇妙的植物、奇妙的动物、华夏五千年、大海之旅、建筑奇观、消逝的文明、神奇的大自然、等书籍,历史、自然、宇宙等涵盖人文社科所有方面。
  • 数学教学的趣味现象设计

    数学教学的趣味现象设计

    《最新学校与教育系列丛书:数学教学的趣味题型设计》针对学生在学习数学中出现的问题,针对数学教学的趣味题型设计,有步骤、有梯度地引导学生学会从不同的角度去分析问题和解答题目,增强学生“举一反三”的意识,《最新学校与教育系列丛书:数学教学的趣味题型设计》激发学生学习数学的兴趣,增强学生学好数学的信心。
  • 人与环境知识丛书:绿色未来,人人有责

    人与环境知识丛书:绿色未来,人人有责

    现代人已经有了相当大的改变自然环境的能力,但在享受科技进步营造的舒适生活环境时,并没有及时意识到付出的生态代价,结果是人类被迫面对日趋严重的环境污染和地球生态危机。人与自然环境之间应该是怎样一种关系?人类能把自然看作自己的附属品吗?
  • 环境科学

    环境科学

    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。
  • 走向未来的现代工业(新编科技大博览·A卷)

    走向未来的现代工业(新编科技大博览·A卷)

    由于全书内容涵量巨大,我们将其拆为A、B两卷。A卷包括:形形色色的现代武器、精彩绚丽的宇宙时空、日新月异的信息科学、握手太空的航天科技、穿越时空的现代交通、蓬勃发展的现代农业、日益重要的环境科学、抗衡衰亡的现代医学、解读自身的人体科学、走向未来的现代工业,共十卷。B卷包括:玄奥神秘的数学王国、透析万物的物理时空、奇异有趣的动物世界、广袤绮丽的地理、生机百态的植物世界、扑朔迷离的化学宫殿、蔚蓝旖旎的海洋、探索神秘的科学未知,共八卷。
热门推荐
  • 俯首称臣:帝少的血族女王

    俯首称臣:帝少的血族女王

    ”惹天惹地误惹圣岚学院的会长“这是圣岚的学生都铭记在心的。可是偏偏有一个人打破了规矩。为了完成任务来到了这里她的,会与他擦出怎样的火花,但在之后又会怎样的阴谋浮出水面……请看正文《帝少的冷情女王》。
  • 麻雀只能想着变凤凰

    麻雀只能想着变凤凰

    她,本是一个平凡的女孩,却离开了自己本生活的时空到了一个自己只在书中看过的时空。究竟会发生什么呢?谁也不知道,请期待吧!
  • 混世小魔女:BOSS你有毒

    混世小魔女:BOSS你有毒

    她原本只是一个炸着星球玩的十二岁小学生,谁知道一朝穿越,却变成了一个草包,额,也幸好只是草包,所以除了被欺负也没啥了,但是······呵呵哒,还是头一次听见穿越还带着夫妻CP这种属性的,等等!她一点都不想跟大天蝎组CP啊!“卧槽,这什么鬼?!”“送你的啊,不喜欢?”“喜欢,喜欢个鬼啊!食人花这种东西是家里放的吗?!养不起啊!”“没事,你养它,本尊养你就是了。”“滚!”(本文一对一,宠文一篇)
  • 爱在99天

    爱在99天

    初次相遇便是针尖对麦芒,沈诗又与前男友再次相遇,到底是和霸道总裁的浪漫爱情?还是和前男友的旧情复燃?她究竟会如何选择?片段一:男:我叫你不听话,趁我不在就乱谈恋爱,现在好了吧!受了伤就不要我了,看我不将你带回家调教调教。女:我错了,下次不敢了。男;你还敢有下次?看来是还没调教好
  • 废材嫡女:邪王盛宠小魔妃

    废材嫡女:邪王盛宠小魔妃

    特工穿越到五岁的小废材身上,废材,废材告诉天才真正天才为何样。毁容。姐只是怕真正容颜把你们美晕。可是那大叔,你是咋回事,没看见我才五岁么。某大叔,没事没事,萝莉养成记,等你长大时。我们一定感情深厚情比金坚。
  • 苏妹纸养成手册

    苏妹纸养成手册

    【小妹妹,我看你骨骼惊奇,和本君学做玛丽苏吧!】不,我们不约,我不是苏。【伪苏也是苏嘛!而且,在这个玛丽苏遍布的世界,你不做苏也会被苏妹的光环干掉的!】那,那好吧。【叮!小妹妹你的后宫是女哒!】啊咧?不不不不,我要帅哥哥,我不要女的!【本君才不管,反正契约已经签订,你不做也要做!】作者致谢:本小说封面由墨星小说封面网免费制作,还没有封面的赶快去免费申请啦!百度搜索“墨星”即可找到!
  • 唯识三十论

    唯识三十论

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 先唐文

    先唐文

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 乱战英豪

    乱战英豪

    南朝,北狄。东夷,西胡。前辈们撑了一甲子的和平终于要打破了,名将云集。谁是将主宰大陆的接下来的六十年。
  • 岁月无迹

    岁月无迹

    纯洁友谊,真爱故事,让岁月无迹带你进入不一样的爱情世界,这里有霸道总裁,纯情校草,极品美男。这里有倾国倾城,萌到无语,暗黑少女。这是根据现实改变的校园故事,这是一段不一样的故事。这是属于友情的故事~