靜電的秘密!用保麗龍和紙屑來做超有趣的實驗(介電極化)

我是科學教練桑子研。每一天攏是實驗日!

這篇文嘛有錄做電台節目喔!

明明攏無摸到,物件竟然會家己飛過來吸牢牢…。這聽起來敢若電影內的超能力,毋過其實這就是逐家攏知影的「靜電力」啦!冬天脫毛衣時「啪、啪」的聲,抑是提氣球磨頭髮,頭鬃會散開開。今仔日,咱就做伙來研究看覓,這个生活中的靜電,到底是按怎變做吸引萬物的「魔法力量」哩!

微觀世界的大搬家!靜電到底是啥物?

講起來,「靜電」是因為物件互相摩擦才會產生。咱身軀邊所有的物品,攏是由叫做「原子」的細粒仔組成的,原子入面有正電,嘛有負電(電子)。當兩件物件相摩擦的時陣,電子就會對一爿「搬家」去另外一爿。每一種物件「愛放走電子」抑是「愛提電子」的個性攏無仝,咱共這个順序排起來,就叫做「帶電列」

參考:帶電列

帶電列の図

拙著『科學檢定公式問題集5・6級』(講談社)

比方講,提橡皮氣球去摩擦衛生紙抑是布,照「帶電列」的順序,電子會對布搬去氣球彼爿。結果,拿著真多電子的氣球就會帶負電,失去電子的布就會帶正電

風船の帯電の仕組み

實驗開始!用靜電來操縱保麗龍

咱提這个帶負電的氣球,行去倚近「中性」(無帶電)的保麗龍細粒看覓。

風船が発泡スチロールを引きつける

看喔,保麗龍就按呢「啾」一下吸上去矣!

遮有一个趣味的謎題。若是換彼塊帶正電的布去倚近保麗龍哩?你看,保麗龍嘛是照樣吸過來!

布も発泡スチロールを引きつける

奇怪哩!為怎樣無論是負電的氣球,抑是正電的布,攏會吸物件哩?

解開謎團的鎖匙:誘電分極!

這个現象的秘密叫做「誘電分極」。保麗龍雖然是中性的,但原子的心臟內底嘛是有正電著負電。平常時陣,怹是亂亂向、互相平衡的。

誘電分極前の物質内部

當帶負電的氣球倚過來的時陣,保麗龍原子內的電子(負電)會被氣球的負電「趕走」,走到離氣球上遠的地方。按呢一來,靠氣球這爿就會變成正電比較多

誘電分極が起きている物質内部

因為氣球的「負」佮保麗龍表面的「正」會互相吸引,所以就吸牢牢矣。相反地,若是提正電的布過來,保麗龍內的電子就會被吸到布的這爿,表面變負電,嘛是會吸起來。簡單講,「誘電分極」最厲害的地方,就是無論對方是正抑是負,伊攏會叫對方體內的電乖乖排好,變成一定會相吸的狀態!

垃圾變舞者!?用紙屑來做藝術品

利用這股力量,咱可以玩更有趣的!像是碎紙機的紙屑,抑是剪碎的色紙,這些本來要丟掉的「廢物」,馬上就變成高級實驗道具!

シュレッダーの紙くず

提帶電的氣球去倚近看覓,請看影片:

有影趣味無?紙屑仔攏總站起來,若像有生命按呢跳向氣球。吸上去以後,你有看著紙屑攏「徛」得挺挺挺無?這是因為怹正順著咱目睭看不著的力量「電場線」在排隊啦!這根本是靜電創作的藝術品。

紙屑が電気力線に沿って立つ

若是換磁鐵去倚近,紙屑完全袂動。這就表示,電的力量佮磁鐵的力量是完全無仝款的喔!

磁石には反応しない紙くず

無論看幾擺攏覺得真好玩。逐家嘛會使佇厝裡家己試看覓喔!

【進階篇】靜電產生器,挑戰更大膽的實驗!

除了這些簡單的,若是有「范德格拉夫起電機(靜電產生器)」,甚至可以讓整頭頭髮攏飛起來,抑是讓東西飄浮在空中!我以前曾跟廣瀨鈴、鈴木亮平、巧克力星球(Chocolate Planet)怹佇電視節目表演過,詳細可以看這个網頁:

バンデグラフを使った実験

【特集】試過就停袂落來!靜電實驗室

特別提醒,使用靜電產生器是有危險性的,一定要有專業人士在現場指導。 若是有實驗教室、電視監修抑是演出的需求,請點遮聯絡我

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