前段時間有個網(wǎng)友在后臺留言說想了解一下靜電，正巧的是，小編前幾天爬樓梯的時候，手指無意中觸碰了一下扶手，然后竟然被電了！電了！了！好氣啊，夏天竟然被電了，作為一個凡事都要研究一下的小編，自然不會放過這個現(xiàn)象，一定要找出被電的緣由。趁著這個機會，小編就應(yīng)網(wǎng)友要求來聊一下靜電，并告訴你小編究竟為什么會被電。

啥是靜電？

靜電是電荷在物質(zhì)系統(tǒng)中的不平衡分布產(chǎn)生的現(xiàn)象?[1]?！拔镔|(zhì)系統(tǒng)中的不平衡分布”，嗯~~~，這句話有點專業(yè)，簡單地說就是物體中的正負(fù)電荷不相等，使得物體荷電。靜電之所以被稱之為“靜電”，是因為物體帶電后，電荷會保持在物體上，除非通過放電的方式將電荷移走。

靜電的產(chǎn)生方法主要有兩種，分別是摩擦起電和感應(yīng)起電。

電子逸出功（忘了逸出功是啥的小可愛回去翻翻課本）不同的兩種物體摩擦?xí)r，因為逸出功小的材料對電子的束縛更弱，所以它的電子容易流向另外一個物體，這樣就使得電子逸出功小的材料帶正電，電子逸出功大的材料帶負(fù)電?[1]。這就是摩擦起電。

正負(fù)電荷的命名就和摩擦起電有關(guān)。那位100美元鈔票上的政治科學(xué)兩開花的本杰明·富蘭克林將絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫正電荷，皮毛摩擦過的橡膠棒所帶的電荷叫負(fù)電荷。

帶電物體靠近導(dǎo)體的時候，在電場作用下，導(dǎo)體兩端聚集符號相反的電荷，如果將導(dǎo)體一端的電荷引入大地，那么導(dǎo)體就會帶電，這屬于感應(yīng)起電。

我們都知道，帶電物體往往具有吸引輕小物體的性質(zhì)，比如和頭發(fā)摩擦過后的塑料筆桿能吸附小紙屑。這是由于帶電物體靠近時，輕小物體會感應(yīng)起電，從而帶上和帶電物體異號的電荷而被吸引。

夏季的雷擊事件則與這兩種起電方式都有關(guān)。

目前普遍認(rèn)為，雷電是強對流天氣下，云中的小水滴和冰晶摩擦、碰撞，使得云層頂部帶正電荷，云層底部帶負(fù)電荷，進而云層之間放電的現(xiàn)象?[2]。

云層底部帶負(fù)電，會使大地表面感應(yīng)出正電荷，云層底部和大地構(gòu)成一個電容器。當(dāng)空氣被擊穿，云層底部的負(fù)電荷和大地帶的正電荷中和就是雷擊了。

靜電有用嗎？

范德格拉夫起電機

范德格拉夫起電機在科技館中經(jīng)?？梢砸姷?，讓人產(chǎn)生刺猬頭的那個大圓球裝置。

聽這個裝置的名字就知道，范德格拉夫起電機來歷不凡，實際上人家是用來做加速器的。范德格拉夫在1931年左右制造了一臺靜電加速器用于核物理實驗，因為范德格拉夫靜電加速器最大可以產(chǎn)生5MV的電壓，足以用來加速帶電粒子。后來有了更好的加速器，比如回旋加速器，范德格拉夫靜電加速器就用來教學(xué)了?[3]。

范德格拉夫起電機的原理其實很簡單，電刷A與幾萬伏的電源相連，因為尖端放電，讓皮帶荷正電，然后通過滾軸的運動讓皮帶攜帶正電荷到電刷B，使得和電刷B相連的球殼帶正電（因為電荷不會在球體內(nèi)部，而是會集中在外部）。球殼產(chǎn)生的電場就可以用來加速內(nèi)部離子源產(chǎn)生的離子了。

靜電復(fù)印

靜電復(fù)印聽名字就知道用上了靜電。

復(fù)印機最重要部件是硒鼓（也叫感光鼓），硒鼓的基體是鋁，表面是硒，硒有個光敏特性，在黑暗下是絕緣體，在光照下是導(dǎo)體[4]。

在黑暗中讓硒鼓表面的硒帶負(fù)電，而鋁基體感應(yīng)出正電。用光掃描需要復(fù)印的內(nèi)容，沒有字跡的地方光可以透過，讓硒成為導(dǎo)體，這塊區(qū)域的硒和鋁基體的電荷中和，就成了中性的，而有字跡的地方光就無法透過，硒依然帶負(fù)電。這樣在硒鼓上就有一個由電荷形成的“影像”，叫潛影。硒鼓帶負(fù)電的區(qū)域吸附帶正電的碳粉，再將碳粉轉(zhuǎn)移到帶負(fù)電荷的復(fù)印紙上。復(fù)印紙和碳粉只是靜電吸引，接觸還不牢固，需要烘烤紙張讓碳粉固定在紙張上，這也就是為什么剛打印出來的紙很燙手。

不同的品牌碳粉所帶的電荷不同，相應(yīng)的，硒鼓所帶的電荷也會不同，并不是所有廠商生產(chǎn)的墨粉都是帶正電的。

激光打印機也是類似的原理，不同之處是直接用激光照射硒鼓得到潛影。

靜電除塵

讓細(xì)顆粒物先通過帶正電的濾網(wǎng)，荷上正電，再經(jīng)過帶負(fù)電的濾網(wǎng)，因為靜電吸引，細(xì)顆粒物就能被帶負(fù)電的濾網(wǎng)捕獲了?[3]。從而起到除塵凈化空氣的作用。

靜電上漆

讓油漆和物件帶不同的電荷，因為有電場的存在，油漆顆粒會在電場力的作用下向物件運動，油漆利用效率更高（油漆顆粒受到的電場力是重力的75倍，也就是說油漆顆粒被電場約束了，不容易亂跑），噴涂更均勻?[5]。

靜電也煩人

靜電中和所釋放的能量比較小，比如干燥的冬季人體觸碰金屬物體所釋放的能量遠(yuǎn)不足1J，但是電壓卻在上萬伏，這足以造成不小的危害。

比如很多電子設(shè)備就對靜電很敏感，因為電子設(shè)備中電路的集成度很高，使得線路面積很小，耐壓能力差，很容易被靜電擊穿。所以在電子產(chǎn)品線上的工人都會有全套裝備來防護，地板上也有導(dǎo)電涂料。平時購買的線路板之類的外面也會有防靜電包裝。

靜電會釋放火花，易燃易爆物附近除了要嚴(yán)防煙火，也要小心靜電。比如自助加油站上都會有下面的那個提示，就是為了防止靜電引燃了揮發(fā)出來的汽油。油罐車尾部都會拖著條鐵鏈，也是為了接地，及時將電荷傳導(dǎo)出去，避免引燃油料，畢竟長途運輸油料和罐體不斷摩擦，會有源源不斷的電荷產(chǎn)生。粉塵很大的區(qū)域也需要防靜電，比如面粉廠，雖然平時要將面粉點燃挺困難的，但是當(dāng)它彌散在空氣中時，與空氣接觸面積大，非常容易點燃。

怎樣才能避免被電

雖然靜電能量低，但被電一下實在是不好受，尤其是在冬天，一天要被電很多次，電的多了，遇見鐵門和欄桿都有陰影了。（感同身受的小伙伴請讓我看到你的雙手）

前面已經(jīng)提過靜電的產(chǎn)生原因了，那么如何減少被電的次數(shù)也有了理論依據(jù)。

人體所帶的靜電是由于人體與衣物、衣物與衣物之間相互摩擦所產(chǎn)生的，也就是摩擦生電。只要人在運動，那就不可避免地會帶上靜電，所以阻止靜電產(chǎn)生的這一條路是不可行的。既然無法阻止靜電的產(chǎn)生，那就只好減少人體的電量，也就是要及時地把靜電傳導(dǎo)走。

所以，最有效的辦法是用空氣加濕器增大空氣濕度，提高空氣的導(dǎo)電性，這樣人體的電荷就能被及時導(dǎo)走，減少累積。這也是為什么在南方就不容易被電。除了這個辦法，上文提到的車間里的靜電手環(huán)也可以試試，就是有個缺點——活動不太方便。

盡管有這些導(dǎo)走電荷的方法，但有時難免還是會被電，這時就要思考下怎樣減弱被電的感覺。

靜電釋放時能量比較低，但是感覺很明顯。這時因為手指接觸金屬時，放電的區(qū)域特別小，就像是“尖端放電”，使得那一小塊皮膚感覺有感覺。所以要盡量增大和金屬的接觸面積，比如用手先捏住自己身上的鑰匙（身上的鑰匙和自己的電位相同），再用鑰匙尖去觸碰鐵門、欄桿之類的，這樣就可以減弱電擊的感覺。因為手指捏住鑰匙之后，手和金屬的接觸面積增大了，增大了皮膚導(dǎo)電的區(qū)域，而尖端放電的“重任”則由鑰匙尖代勞了?[6]。如果一時間沒找到鑰匙，可以試著用手背接觸鐵門，這樣也可以增大接觸面積。

至于開頭提到的小編夏天被電了，其實原因很簡單：空氣干燥才容易被電，那說明盛夏已過，秋天將至。這也提醒我們，快要開學(xué)啦！

參考資料:

[1]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%9D%99%E7%94%B5

[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Lightning

[3]https://uncw.instructure.com/courses/17048/modules/items/158524

[4]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%8D%E5%8D%B0%E6%9C%BA

[5]https://www.youtube.com/watch?v=LAEGkaqKZhQ

[6]https://www.zhihu.com/question/19584885

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