活中的科研——靜電





想法是這樣產(chǎn)生的：在干燥的冬春季節(jié),，晚上睡覺之前,，關(guān)掉燈，在暗中脫混紡毛衣(或毛腈套衫),，會(huì)看到閃爍的火花,，還伴隨著“劈啪”聲。有時(shí)當(dāng)我們的手指觸及門把,、水龍頭、椅背等金屬器物或兩人互相觸及時(shí)都有電擊感,。冬天,，特別是在干燥的北方地區(qū)，有時(shí)兩個(gè)人無意之中手指相碰,，會(huì)感到一陣麻電的感覺,。，這是由于摩擦引起的人體帶靜電和放電現(xiàn)象。冬天人們身上常會(huì)穿皮衣,、毛衣,，或者穿上以石油為原料制造的人造纖維（如晴綸等）服裝。



查找資料進(jìn)行初步思考：這是由于人體活動(dòng)時(shí),，身上不同材料的衣服摩擦,，擠公共汽車時(shí)人與人擁擠摩擦，都會(huì)使人體帶上大量正電荷或負(fù)電荷,。由于這時(shí)空氣通常很干燥,，地面也非常干，大家腳上都穿著絕緣良好的橡膠,、塑料底鞋子,，身上的這些電荷很難泄放到地上去，越積越多,，逐漸形成很高的電位,。這時(shí)，當(dāng)你手握金屬門手柄時(shí),，常常會(huì)遇到一個(gè)小火花從金屬手柄跳到你手上,，有時(shí)甚至使你麻得跳起來，原來“觸電”了,。但這現(xiàn)象在潮濕天氣不會(huì)發(fā)生,，因?yàn)樵诔睗裉欤词褂须姾梢矔?huì)通過潮濕地板和空氣泄放掉了,，所以人身上不會(huì)有電荷堆積,。



思考整理設(shè)計(jì)可以具體觀察到的趣味靜電小實(shí)驗(yàn)：

設(shè)置實(shí)驗(yàn)一：一個(gè)乒乓球和兩個(gè)圓板。將兩圓板平行相向放置,，分別連接上高壓電源的正,、負(fù)高壓輸出端。接通電源,，圓板間乒乓球作往返運(yùn)動(dòng),，敲擊兩板，并發(fā)出響聲,。最后將一板接高壓輸出端正極,，另一板接地。重復(fù)實(shí)驗(yàn),，出現(xiàn)與上述相同現(xiàn)象,。

設(shè)置實(shí)驗(yàn)二：將錫箔輕揉成團(tuán)，輕而導(dǎo)電,，置于加高壓的平板電容器之間,，因其接觸下極板而帶電,，在電場(chǎng)力作用下，飛向上極板,，碰撞觸及極板,，電荷中和后又帶上一些異號(hào)電荷，在電場(chǎng)力與重力作用下又飛向下極板,。



調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)靜電危害：有關(guān)專家曾做過測(cè)試：用玻璃棒在化纖布料上摩擦20下,，馬上用儀器測(cè)量，結(jié)果表明,，最高電壓可達(dá)到1．5萬伏,。脫純滌綸衣服瞬間可產(chǎn)生5萬-10萬伏高電壓。靜電對(duì)人體有一定程度的危害,，當(dāng)靜電電壓達(dá)到2000伏時(shí),，手指就有感覺了；超過3000伏時(shí)就有火花出現(xiàn),，手指并有針刺似的痛感,；超過7000伏時(shí)，人就有電擊感,。在地毯上行走的人,，與地毯摩擦而帶大量的電，當(dāng)他伸手去拉金屬門把手時(shí),，手與金屬把手(上面有感應(yīng)電荷)間會(huì)產(chǎn)生火花放電,，使人產(chǎn)生觸電的感覺。在工廠和實(shí)驗(yàn)室里,，發(fā)生這種火花放電,，還可能由此而引起火災(zāi)。飛機(jī)飛行時(shí),，與空氣摩擦而帶的電在著陸過程中沒有導(dǎo)走,，當(dāng)?shù)厍谌藛T接近機(jī)身時(shí)，人與飛機(jī)間可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花放電,，嚴(yán)重時(shí)可能將人擊倒,。專門用來裝汽油或柴油等液體燃料的油罐車，在灌油,、運(yùn)輸過程中,，油與油罐摩擦、撞擊而帶上大量電荷,，不及時(shí)導(dǎo)走,，積累到一定程度，會(huì)產(chǎn)生電火花,，點(diǎn)燃液體燃料引起爆炸。在醫(yī)院的外科手術(shù)臺(tái)上，也出現(xiàn)過靜電火花使乙醚爆炸的事件,。



怎么在生活中檢測(cè)到靜電呢,？ （對(duì)人體真正產(chǎn)生作用的不是電壓，而是電流,。實(shí)際上,，脫白毛衣時(shí)，出現(xiàn)的放電現(xiàn)象的電壓一般不至上千伏,，它可以高達(dá)上萬伏!但是,，這個(gè)過程中產(chǎn)生的電壓雖然很高，而電量缺很少,，并且人體的電阻本身又非常大,，因此在這個(gè)過程中在人體一中產(chǎn)生的放電電流時(shí)間非常短，而且電流也很小,，人體感覺到的也最多只是象被“扎”一樣的感覺,，而不會(huì)有被觸電的危險(xiǎn)。）

在冬天,，準(zhǔn)備一只驗(yàn)電筆的氖泡,，用手指捏住氖泡一個(gè)電極，用另一個(gè)電極去碰金屬門手柄,，發(fā)現(xiàn)氖泡發(fā)出紅光（通常一閃即熄）,，表明你身上帶有大量電荷；不發(fā)光,，則表明你身上不帶靜電,。當(dāng)你身上的電荷都通過氖泡泄放給大地了，你便可以放心去碰金屬門手柄,，不會(huì)再發(fā)生觸電現(xiàn)象,。而如何消除人體上的電荷？那我考慮除了用氖泡可以檢驗(yàn)和消除人體上堆積的電荷,，還可用一段長3～5厘米長的小木棍,，當(dāng)你走到門口時(shí)，用手拿住小木棍的一端,，用小木棍的另一端去碰金屬門手柄,，這樣你身上的蓄積電荷通過木棍緩慢放電，過一會(huì)再用手去拉金屬門手柄,，就不會(huì)遇到觸電現(xiàn)象了,。這是因?yàn)槟竟麟娮栎^大，人體通過木棍流向金屬手柄的電流很小,，一般人是感覺不到的,。用手直接去碰金屬手柄,，由于金屬電阻極小，人體通過金屬進(jìn)入大地的電流較大,，會(huì)感到麻電,。



那么，怎么消除靜電呢,？

防止靜電危害的基本辦法,，是盡快把產(chǎn)生的電荷導(dǎo)走，避免靜電的積累,。最簡單而又可靠的辦法是把電荷引入大地,。油罐車是靠一條拖在地上的鐵鏈把靜電導(dǎo)走。飛機(jī)的機(jī)輪上通常都裝有搭地線,，也有用導(dǎo)電橡膠做機(jī)輪輪胎的,，著陸時(shí)它們可將機(jī)身的靜電導(dǎo)走。在地毯中夾雜0.05mm～0.07mm的不銹鋼絲導(dǎo)電纖維,，用來引走靜電荷等,。