我們都有過這樣的經(jīng)歷：下車后，當(dāng)我們用手觸摸金屬門時，我們可能會莫名地震驚。 類似的情況還有很多。 例如，當(dāng)我們脫掉毛衣、與他人握手、走過地毯、轉(zhuǎn)動門把手、甚至撫摸寵物時，我們可能會感到震驚。 為什么會發(fā)生這種情況，人們應(yīng)該如何主動預(yù)防此類意外觸電呢？
首先，我們需要了解“電導(dǎo)體”和“電絕緣體”的概念。 常見的金屬物體通常導(dǎo)電性良好，因為電子可以在其內(nèi)部輕松流動。 這些東西被稱為“電導(dǎo)體”。 然而，塑料、玻璃和瓷器等物品不易讓電流通過，被稱為“電絕緣體”。
電子在電導(dǎo)體中的流動稱為“電流”。 相反，在兩種材料（其中至少一種是電絕緣體）彼此接觸和分離之后，可以產(chǎn)生暫時靜止的電荷。 顧名思義，它被稱為“靜電”（ ）。 這種事情大家都很熟悉，因為我們在日常生活中總能感覺到、聽到、甚至看到它。
眾所周知，所有物體都是由原子組成的。 原子中的質(zhì)子帶正電荷，而電子帶負(fù)電荷。 正負(fù)平衡，使原子在宏觀上呈電中性，所以我們通常看到的大多數(shù)物體都是不帶電的。 然而，電子是在原子的外層，所以更進(jìn)一步，可以說，所有物體的表面實際上都被電子“覆蓋”了。 如果原子的結(jié)合力不夠強，物體可能會因為某些原因失去一些電子。
普通服裝中使用的織物是電絕緣體，電子不易在其中流動。 然而，如果我們拿一根塑料棒（電絕緣體）并將其摩擦布的表面，兩者都會帶電。 這是因為給予能量后，外層軌道結(jié)合力弱的原子的電子很容易被外層電子構(gòu)型相對空的另一個原子捕獲，電子從一種材料轉(zhuǎn)移到另一種材料。 在一種材料上。
假設(shè)通過摩擦，電子從塑料棒轉(zhuǎn)移到布料的表面。 這樣，布就會因粘附多余的電子而帶負(fù)電，而塑料棒則會因失去電子而帶正電。 兩個物體上的異性（正電荷和負(fù)電荷）數(shù)量應(yīng)該相等。 這就是我們都熟悉的“摩擦起電”現(xiàn)象（ ）。
相反的電荷相互吸引。 例如，如果您在毛衣上摩擦塑料棒，它可以拾取較小的物體，例如芝麻，或者如果您在頭發(fā)上摩擦氣球，它可以輕松地附著在墻上。 ; 相同的電荷相互排斥。 例如，我們可以看到滑梯上小孩的頭發(fā)都豎起來了。 這正是因為電子從孩子的身體轉(zhuǎn)移到電梯，或者在滑行過程中從電梯轉(zhuǎn)移到孩子的身體，使孩子的（頭發(fā)）帶上同一種電荷，頭發(fā)就會受到彼此。 排斥并直立。 一旦你的孩子離開滑梯并接觸金屬等導(dǎo)電體，他的頭發(fā)就會恢復(fù)正常。
需要注意的是，摩擦分離后，某種物質(zhì)所帶電荷的正負(fù)性質(zhì)，一般是由雙方在“摩擦起電序列”中的相對位置決定的。 以下是“摩擦電序列”的列表：///-.htm。 上半部分是在摩擦起電現(xiàn)象中容易帶正電的材料，下半部分是容易帶負(fù)電的材料。 并且在表中，兩種材料相距越遠(yuǎn)，產(chǎn)生的電荷量就越大。 距離太近的兩種材料很可能不會在摩擦?xí)r明顯帶電。
值得一提的是，如果用鐵棒（導(dǎo)電體）在布料表面摩擦，假設(shè)電子從鐵棒轉(zhuǎn)移到布料表面，雖然這也會使布料帶上負(fù)電（失去電子），但是鐵棒并不總是像上例中的塑料棒那樣帶有正電荷。 相反，它可能會被從人手流入的電子抵消并再次變得電中性（不帶任何電荷）。 ）。
此外，還有一種名為“范德格拉夫發(fā)電機”（Van de）的裝置，可以用來人工產(chǎn)生靜電。 一般用于教學(xué)演示。 在許多中學(xué)和科技博物館中都可以找到它。 最重要的部分是一個由電絕緣柱支撐的大型光滑金屬球。 通電后，大金屬球的表面會帶正電，操作者可以用一個較小的、帶負(fù)電的球形金屬裝置接近它，產(chǎn)生可見的火花和爆裂聲。
人們可以用手觸摸范德格拉夫發(fā)電機上的圓形金屬球。 只要腳踩在絕緣體上，觀眾就可以看到操作者的頭發(fā)豎起來、散開。 通常情況下，這不會對人造成傷害，因為演示范德格拉夫發(fā)電機的電容（允許的充電上限）相對較小，因此即使電壓（電流的“推力”）高達(dá) 100,000 以上伏特時，產(chǎn)生的電流強度可能只有幾十微安。 雖然在該裝置的演示過程中，偶爾也會有人觸電，但傷亡的可能性不大，到目前為止，還沒有聽說過這方面的事故。
應(yīng)該指出的是，范德格拉夫發(fā)電機依賴于“靜電感應(yīng)”（ ），這種效應(yīng)會導(dǎo)致電荷的定向運動和重新分布以“感應(yīng)起電”，而不是通過摩擦。 此外，在較大和較小的球體之間，極高的電壓使空氣中的分子電離，從而產(chǎn)生明亮的光或火花。
現(xiàn)在我們了解了靜電產(chǎn)生的原理，那么由此產(chǎn)生的觸電是什么呢？
人們下車時，身體難免會與座椅發(fā)生摩擦。 一旦他們站起來，人和座位都可能帶有靜電。 這時，如果你迫不及待地去觸摸金屬車門，為了保持電中性平衡，人體上的所有電荷會瞬間轉(zhuǎn)移到車門上，這就是所謂的“靜電放電”。 “（）。 由于神經(jīng)對電刺激非常敏感，我們可以清楚地感覺到甚至聽到這種快速的電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。 這就是我們從車門處受到電擊的本質(zhì)。
當(dāng)然，這種情況一般只出現(xiàn)在干燥寒冷的季節(jié)，因為在我們脫離汽車座椅（坐起）之后、觸摸車門之前的這段時間，身體所攜帶的部分電荷會消散在汽車座椅上。在空中。 理論上，空氣和水都是電絕緣體，不導(dǎo)電。 然而，不純的水（例如含有鹽礦物質(zhì)的水）可以用作電導(dǎo)體。 天氣越熱越潮濕，人們在空氣中損失的電荷就越多。 天氣越干燥、越冷，空氣的電絕緣性越好，導(dǎo)電就越困難。
因此，尤其是冬天，人們在下車之前，不妨坐一會兒，讓身體攜帶的電荷在空氣中多消散一點。 或者，打開車門后，不要急于離開座位。 相反，在起身之前將手放在金屬門（或其他電導(dǎo)體）上，然后慢慢起身。 這樣，大量的靜電不會瞬間被中和，而是在形成過程中（身體與座椅脫離接觸）逐漸轉(zhuǎn)移到金屬門上，防止突然觸電。 簡單來說，就是摸一下車門然后坐起來，而不是坐下來再摸車門。
在室內(nèi)，如果靜電問題比較嚴(yán)重，可以嘗試使用加濕器來增加空氣的濕度，同時還要注意給皮膚保濕。 另外，如果必須經(jīng)常在地毯上行走，最好換一雙非橡膠底的鞋子。 另外，棉質(zhì)衣服和棉襪比人造纖維衣服和毛襪更不容易產(chǎn)生靜電。
要消除衣服上的靜電，請在洗衣機中添加一團錫紙，這樣可以消除滾筒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電荷。 洗滌后，最好將衣服風(fēng)干。 如果必須使用干衣機，請考慮將溫度設(shè)置更改為最低，然后在烘干完成之前將濕布添加到干衣機中。 這可以防止衣服干得太快，從而避免靜電積聚。 如果需要立即去除衣服上的靜電，可以噴少量發(fā)膠或在衣服內(nèi)側(cè)插入安全別針。
除了生活中的靜電放電之外，自然界中也存在類似的現(xiàn)象摩擦起電的原因，閃電就是一個大規(guī)模的例子。
雖然具體細(xì)節(jié)尚不清楚摩擦起電的原因，但一般認(rèn)為閃電的電荷是由云中的冰塊相互摩擦擠壓而產(chǎn)生的。 然后，云中積累的電荷將找到電阻最低的路徑，并與物體上等量的相反電荷進(jìn)行平衡。 這個物體可以是另一朵云、一棟建筑物、一棵樹、地面，甚至是一把雨傘。 。 閃電可以被認(rèn)為是車門放電的放大版本。 此外，當(dāng)閃電穿過兩個相互中和的物體之間的空間時，空氣會被閃電攜帶的能量加熱，從而極快地膨脹和振動，引發(fā)伴隨的雷聲。
需要提醒的是，一旦在野外遇到雷雨天氣，最安全的地方永遠(yuǎn)是封閉的汽車內(nèi)，因為電荷只會停留在汽車的金屬外殼上，內(nèi)部不會有電場。 樹下是一個非常危險的地方，因為一旦被雷擊中，電荷就會順著樹干傳導(dǎo)，整個樹的周圍就會形成電場。 要知道，單個閃電的電壓可達(dá)十億伏，樹下的人很容易被電死。 另外，不要站在高處或躺在地上。
2020 年 12 月 3 日 注：我們非常抱歉。 由于我們不再使用該帳戶，因此我們將無法再以作者的身份直接回復(fù)評論中的問題。 希望知乎的奉獻(xiàn)精神和求知精神能夠代代相傳。