揭秘“带电的报纸”

董丽

摘 要：靜电是一种处于静止状态的电荷。静电是通过摩擦引起电荷的重新分布而形成的，也有由于电荷的相互吸引引起电荷的重新分布形成。一般情况下原子核的正电荷与电子的负电荷相等，正负平衡，所以不显电性。 但是如果电子受外力而脱离轨道，造成不平衡电子分布，比如实质上摩擦起电就是一种造成正负电荷不平衡的过程。当两个不同的物体相互接触并且相互摩擦时，一个物体的电子转移到另一个物体，就因为缺少电子而带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电，物体带上了静电。

关键词：报纸；带电 ；原理

在日常生活中（特别在在干燥和多风的冬天），人们常常会碰到这种现象：晚上脱衣服睡觉时，黑暗中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光；见面握手时，手指刚一接触到对方，会突然感到指尖针刺般刺痛，令人大惊失色；早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，越理越乱；拉门把手、开水龙头时都会“触电”，时常发出“啪、啪、啪”的声响，这就是发生在人体的静电。静电是一种处于静止状态的电荷。

想必，你都体验过静电了吧？可是，你见过带电的报纸吗？也就是不用胶水、胶布等粘合的东西，报纸就能贴在墙上掉不下来。你知道这是为什么吗？ 现在，我和大家一起来见证“带电的报纸”。

针对实验研究问题的假设，我们准备好了所需材料：一支铅笔；一张报纸。接着进行实验操作：1.展开报纸，把报纸平铺在墙上。2.用铅笔的侧面迅速地在报纸上摩擦几下后，报纸就像粘在墙上一样掉不下来了。3.掀起报纸的一角，然后松手，被掀起的角会被墙壁吸回去。4.把报纸慢慢地从墙上揭下来，注意倾听静电的声音。

在实验中，我们看到了掀起角的报纸又被墙壁吸了回去；当把报纸慢慢地从墙上揭下来时，听到了“劈啪劈啪”的声音。原来，摩擦铅笔，使报纸带电。带电的报纸被吸到了墙。当屋子里的空气干燥（尤其是在冬天），如果你把报纸从墙上揭下来，就会听到静电的劈啪声。

实验表明：静电存在于我们周围的一切物质之中，包括人类在内的生物和非生物。静电是通过摩擦引起电荷的重新分布而形成的，也有由于电荷的相互吸引引起电荷的重新分布形成。一般情况下原子核的正电荷与电子的负电荷相等，正负平衡，所以不显电性。 但是如果电子受外力而脱离轨道，造成不平衡电子分布，比如实质上摩擦起电就是一种造成正负电荷不平衡的过程。当两个不同的物体相互接触并且相互摩擦时，一个物体的电子转移到另一个物体，就因为缺少电子而带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电，物体带上了静电。

摩擦起电（electrification by friction）是电子由一个物体转移到另一个物体的结果，使两个物体带上了等量的电荷。得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。因此原来不带电的两个物体摩擦起电时，它们所带的电量在数值上必然相等。摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象。自然界中只存在两种电荷，即为正电荷和负电荷。用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现象，叫摩擦起电（或两种不同的物体相互摩擦后，一种物体带正电，另一种物体带负电的现象）。当铅笔的侧面迅速地在报纸上摩擦时，铅笔带负电，报纸带正电。由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同，当两个物体相互摩擦时，哪个物体的原子核对核外电子的束缚本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上，报纸由于失去电子所以带正电，铅笔由于得到电子并且带有多余的电子而带负电。另外，摩擦起电实质上并不是创造了电，只是电荷从一个物体转移到了另一个物体，使正负电荷分开，电荷的总量并没有改变。相互摩擦的两个物体，必然带上等量的异种电荷，带正电的物体缺少电子，带负电的物体有了等量的多余的电子。

通过了解摩擦起电的实质就是电荷的转移后，报纸带电就没那么神秘了。可见，自然界的静电现象有利也有弊。比如：早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，越理越乱，拉门把手、开水龙头时都会“触电”； 静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。从这个角度说，静电真是个捣蛋鬼！

静电虽然对人类有许多坏处，然而，静电对人类也有不少好处呢！如：人们利用静电产生的原理，发明了静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印、净化空气等。静电除尘---可以消除烟气中的煤尘；静电复印---可以迅速、方便的把图书、数据、文件复印下来。高压静电还能对白酒生产、酸醋和酱油的陈化有促进作用。陈化后的白酒、酸醋和酱油的品味会更纯正。

以上分析表明，运用物体摩擦起电的电子得失转移理论和运用同种电荷相斥异种电荷相吸的作用规律能够在一定程度上对摩擦起电实验现象作出合理解释，表明电荷电性作用理论的合理性，而物体摩擦起电的电子得失转移以及同种电荷相斥异种电荷相吸的电荷作用规律的深层本质归根结底是电场子及电子热运动压力、密度差压力的作用规律、碰撞作用规律和电场子及电子流体性作用规律的体现，是物质系统内部的物质结构和相互作用为实现稳定平衡而作出相应的物质运动变化和相互作用的改变调整所产生的外部表现。

参考资料：

【1】浅谈小学科学实验教学中实验器材的选择与运用[J]. 朱剑旺. 浙江教育技术 2011年06期

【2】李克勇，曲丽梅，物理（M）北京：化学工业出版社，2004。