静电会导致更多不愉快的一天

由:塞巴斯蒂安Deffner|
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静电可以做有趣的事情,比如让你的头发都竖起来了。RichVintage /盖蒂图片社

静电是一种无处不在的日常生活的一部分。在我们周围,有时搞笑,明显——当它让你的头发都竖起来了——有时隐藏的和有用的,比如利用手机的电子产品。干燥的冬天是一个恼人的缺点旺季静电放电产生像很小闪电会搞坏每当你触碰门把手或温暖的毯子刚从干衣机。

静电是一种最古老的科学现象人们观察和描述。希腊哲学家米利都的泰勒斯第一个账户;公元前六世纪的著作,他指出,如果琥珀是足够的摩擦,小尘粒会坚持它。三百年后,泰奥弗拉斯托斯跟进泰勒斯的摩擦实验的各种各样的石头,也观察到“吸引力的力量。”But neither of these natural philosophers found a satisfactory explanation for what they saw.

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花了近2000多年前的英语单词是“电力”,基于拉丁语的“利用”,意思是“像琥珀”。一些最著名的实验本杰明•富兰克林在他寻求理解底层机制的电力,这是为什么他的脸微笑从100美元的法案。人们很快就意识到电的潜在用途。

当然,在18世纪,人们主要是利用静电在魔术和其他表演。例如,斯蒂芬·格雷的“飞的男孩“实验成为一个受欢迎的公众游行:灰色使用充电青年的莱顿瓶,暂停丝绳,然后展示他可以把书页面通过静电或解除小对象只是用静态的吸引力。18新利最新登入

在富兰克林的见解的基础上,包括他意识到电荷有积极的和消极的口味,这总电荷守恒,我们现在在原子层面了解导致静电吸引,为什么它会导致微型闪电和如何利用用于各种现代技术会是麻烦的。18新利最新登入

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这些微小的火花是什么?

静电归结为之间的互动力量电荷。在原子尺度,负电荷由微小的基本粒子称为电子。大多数电子里面收拾的整整齐齐的大部分物质,无论是硬和无生命的石头或软,身体的活组织。18新利最新登入然而,许多电子也坐上任何材料的表面。每个不同的材料拥有这些表面电子有自己的不同的特征强度。如果两种材料互相摩擦,电子可以扯掉的“弱”的材料,发现自己对材料与更强的约束力。

这种传输的电子——我们知道静电火花的发生。臭名昭著的例子是孩子下滑操场上滑,脚洗牌沿着地毯或去除羊毛手套握手的人。

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但是我们注意到其效果更频繁地干了几个月的冬天,当空气已经很低湿度。干燥的空气是绝缘体,而潮湿的空气作为导体。这是发生了什么:在干燥的空气中,表面电子被困与更强的约束力。与空气潮湿时,他们找不到流回表面他们来自哪里,他们不能再指控的分布均匀。

静电火花发生在一个对象的盈余-电子接近另一个对象以更少的负电荷和电子的盈余足够大的电子“跳”。The electrons flow from where they've built up — like on you after walking across a wool rug — to the next thing you contact that doesn't have an excess of electrons such as a doorknob.

当电子有无处可去时,在物体表面电荷积聚,直到它达到临界最大值和排放的形式一个小闪电。给电子的地方——比如你伸出的手指,你肯定会感到杀死。

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孩子们可以有很多的乐趣和静电。他们使用它使气球坚持他们的头发。
HappyKids /盖蒂图片社

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的小火花

尽管有时烦人,静电电荷的数量通常是相当小,而无辜的。电压可以100倍的电压典型的电源插座。18新利最新登入然而,这些巨大的电压是没有什么可担心的,因为电压是衡量的对象之间的区别。“危险”数量是当前,告诉有多少电子流动。18新利最新登入因为通常只有少数电子传输在静电放电,这些会搞坏相当无害的

然而,这些小火花可以致命的敏感电子设备,如电脑的硬件组件。小电流由只有少数电子就足以意外炸它们。这就是为什么电子行业的工人必须保持接地,它本质上是一个有线连接看起来就像一个空的电子高速公路“回家”。Grounding yourself is easy, too, by touching a metal component or holding a key in your hand. Metals are very good conductors, and so electrons are quite happy to go there.

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更严重的威胁是一个放电附近的可燃气体。这就是为什么建议地面触摸泵在加油站前自己;你不想流浪火花燃烧任何杂散汽油气味。或者你可以投资于防静电腕带的广泛使用电子产业工人的安全地面个人在他们工作之前非常敏感的电子元件。他们防止静态阻塞使用导电带线圈绕在你的手腕。

在日常生活中,最好的方法来减少电荷建设运行加湿器增加空气中水分的数量。也保持皮肤湿润运用保湿剂可以产生很大的影响。干燥器表防止指控建立你的衣服用烘干机烘干的传播少量的布织物柔软剂。这些积极的粒子平衡松电子,有效消除了,意味着你的衣服不会出现从干衣机里了。你可以在你的地毯摩擦织物柔软剂,以防止电荷积聚。最后,穿棉衣服,梅德韦杰夫鞋子比羊毛衣服和一双胶底鞋。

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静电火花的危险。这就是为什么许多专家建议你自己在抽气。
杰夫·格林伯格/杰夫·格林伯格/通用图像

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利用静电

尽管静电的麻烦和可能的危险,它肯定有它的好处。

许多日常的应用现代技术最重要的是依靠静电。例如,复印机使用电动吸引“胶水”基调的带电微粒在纸上。空气清新剂不仅使房间味道不错,但他们也消除不良气味排放静电粉尘,从而掩饰坏气味。

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类似地,烟囱发现在现代工厂使用充电板来减少污染。当烟雾粒子移动堆栈,他们接负电金属网格。一旦起诉,他们被吸引到盘子的带正电的烟囱。最后,烟的带电微粒收集到一个托盘从收集板,可以处理。

静电还发现其进入纳米技术使用它,例如,接单原子激光。这些原子可以操纵各种用途的各种计算应用程序。另一个令人兴奋的控制在纳米技术中的应用nanoballoons之间可以转换,通过静电膨胀和崩溃的状态。这些分子机器可以一天提供药物在身体特定组织。

静电已两年半以来的发现。仍然是一个好奇心和麻烦,但也被证明是对我们日常生活很重要。

塞巴斯蒂安Deffner物理系助理教授在马里兰大学巴尔的摩县。这篇文章是由穆罕默德易卜拉欣,开展合作研究与Deffner减少计算误差在量子记忆。

这篇文章是转载的谈话基于知识共享许可协议。你可以找到的原文在这里

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