书城童书游戏中的科学(人生解密)
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第70章 米粒四射

动手做一做

利用“摩擦生电”的知识,我们可以做一个小游戏。在一个小碟子里装上一些干燥的米粒。然后,把塑料小汤勺用毛衣或毛料布块摩擦一会儿,这时,汤勺上就产生了电荷,具有了吸引力。

把小汤勺靠近盛有小米粒的碟子上面,这时小米粒受电荷的吸引,就会自动跳起来,吸附在汤勺上。

这时,有趣的现象就要发生了——刚刚吸上汤勺的小米粒,一眨眼工夫,它们又像四溅的火花,突然向四周散射开去。这是什么原因呢游戏中的科学原来,带电的汤勺吸引小米粒的时间是很短的,当小米粒吸附在小汤勺上以后,汤勺上吸附的小米粒就都带有与汤勺同样的电荷。由于同性电荷是相互排斥的,所以吸附在汤勺上的小米粒互相排斥,全部散射开了。

科学小知识放电现象带电物体失去电荷的现象叫做放电。常见的放电现象有以下几种:

接地放电地球是良好的导体,由于它特别大,所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势,这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明显改变海平面的高度一样。如果用导线将带电导体与地球相连,电荷将从带电体流向地球,直到导体带电特别少,可以认为它不再带电。(如果导体带正电,实际上是自由电子从大地流向导体。这等效于正电荷从导体流向大地。

生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累,这时接地是一项有效措施。

尖端放电通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“撕”开,这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷,空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电子,失去电子的原子带正电,叫做正离子。

由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上,而且一般说来分布是不均匀的,导体尖端的电荷特别密集,所以尖端附近空气中的电场特别强,使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击空气分子,使更多的分子电离。这时空气成为导体,于是产生了尖端放电现象。

尖端放电在技术上有重要意义。高压输电导线和高压设备的金属组件,表面要很光滑,为的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故。

火花放电当高压带电体与导体靠得很近时,强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离,电荷通过电离的空气形成电流。由于电流特别大,产生大量的热,使空气发声发光,产生电火花。这种放电现象叫火花放电。

火花放电在生活中常会遇到,干燥的冬天,身穿毛衣和化纤衣服,长时间走路之后,由于摩擦,身体上会积累静电荷。这时如果手指靠近金属物品,你会感到手上有针刺般的疼痛感。这就是火花放电引起的。如果事先拿一把钥匙,让钥匙的尖端靠近其他金属体,就会避免疼痛。在光线较暗的地方试一试,在钥匙尖端靠近金属体的时候,不但会听到响声,还会看到火花。

在一些工厂或实验室里,存在大量易燃气体,工作人员要穿一种特制的鞋,这种鞋的导电性能很好,能够将电荷导入大地,避免电荷在人体上的积累,以免产生火花放电,引起火灾。