被摩擦過的金屬棒為什麼就不帶電呢?

用毛巾摩擦過的玻璃棒帶什麼電

在科學中,有幾個比較有趣的現象,例如用絲綢摩擦過的玻璃棒可以帶正電荷,用毛皮摩擦過的硬膠棒可以帶負電荷,甚至在乾燥的冬天季節裡,用膠梳子梳頭髮時,膠梳子也能產生靜電而吸引頭髮。這又是為什麼呢?

被摩擦過的金屬棒為什麼就不帶電呢?

這就是我們常說的摩擦起電現象,在摩擦起電的過程中,玻璃棒中的電子轉移到了絲綢上面,玻璃棒失去電子後就顯現出正電荷,因此,摩擦起電既沒有創造電荷,而是電荷從一個物體轉移到了另一個物體,在電荷轉移的過程中,總的電荷量不變,這個定律就叫做電荷守恆定律。那麼,為什麼被摩擦過的金屬棒就不帶電呢?

被摩擦過的金屬棒為什麼就不帶電呢?

我們知道,金屬幫本來就是導體,它裡面有大量的自由移動電子,於是給金屬棒通上電後,電子就會朝朝著一個方向移動,從而形成電流。那麼,既然金屬棒中有自由電子,難道金屬棒中的自由電子不是更容易移動嗎?更容易轉移到別的物體上嗎,從而使金屬棒帶上正電才對啊!

被摩擦過的金屬棒為什麼就不帶電呢?

可無論你怎麼在絲綢上摩擦金屬棒,可金屬棒就是不帶電。對於這個現象,其實可以從金屬的本質來說起。正是由於金屬棒中存在著大量的自由移動的電子,當金屬棒被摩擦帶電後,自由移動的電子就會去補充,從而總是讓金屬棒的電壓為零,所以,摩擦過的金屬棒是不帶電的。

被摩擦過的金屬棒為什麼就不帶電呢?

關於摩擦起電還有一個有趣的現象,就是你用中性筆的膠筆筒摩擦頭髮後,再用被摩擦過的膠筆筒去吸引碎紙片時,發現碎紙片會被吸附在膠筆筒上,因此,我們得出了這麼一個結論,即摩擦起電的物體能夠吸引細小的物體,例如灰塵,碎紙片等等。

被摩擦過的金屬棒為什麼就不帶電呢?

在進一步研究電荷之間的引力時,一位科學家庫倫透過扭稱實驗得出了一個規律,

即真空中兩個電荷之間的作用力跟它們電荷量的乘積成正比,跟它們距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上,這就是著名的庫倫定律,這個力就被稱為庫侖力或電力,用公式表述為

F=KQ1Q2/R²。

在公式中,K為靜電力常數,Q1、Q2為點電荷的電荷量,R為點電荷之間的距離。當兩個電荷都為正電荷或負電荷時,兩個電荷之間的作用力就表現為斥力,當兩個電荷中有一個為正電荷,另一個為負電荷時,兩個電荷之間的作用力就表現為引力。

被摩擦過的金屬棒為什麼就不帶電呢?

單從這個式子來看,有沒有發現電荷之間的庫侖力跟物體之間的萬有引力有很多相似之處呢?萬有引力公式為F=GMm/R²。因此,很多人猜測庫侖力與萬有引力其實是力在不同場內的不同表現形式,甚至物體之間的間接作用力都可以用類似的公式套出來,雖然這目前處於猜想階段,但這必然會引發新一輪的科學探索。