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    “聽(tīng)話”的泡沫小球

    2024-05-29 11:42:07張軍
    初中生世界·七年級(jí) 2024年4期
    關(guān)鍵詞:核外電子玻璃棒原子核

    大家都碰到過(guò)這樣的現(xiàn)象嗎?在干燥的秋冬季節(jié),夜晚我們脫毛衣時(shí)會(huì)聽(tīng)到噼里啪啦的聲音,還能看到火花;觸碰門(mén)鎖、扶手等物體時(shí),會(huì)聽(tīng)到“啪”的一聲,指尖被刺痛;梳干燥的頭發(fā)時(shí),頭發(fā)會(huì)“飄”起來(lái)……這是發(fā)生在人體的靜電現(xiàn)象。

    大家知道嗎?其實(shí),物體是由大量分子或原子組成的,原子又由原子核和核外電子組成,原子核帶正電,電子帶負(fù)電。通常情況下,原子內(nèi)正負(fù)電荷一樣多,顯電中性(如圖1)。但是,不同原子的原子核對(duì)核外電子的約束本領(lǐng)不同,導(dǎo)致電子會(huì)在物體之間轉(zhuǎn)移。靜電現(xiàn)象產(chǎn)生的原因其實(shí)就是電子的轉(zhuǎn)移。

    兩個(gè)物體相互摩擦就能產(chǎn)生靜電,比如,毛皮與橡膠棒摩擦,橡膠棒會(huì)帶負(fù)電;絲綢與玻璃棒摩擦,玻璃棒會(huì)帶正電。那么帶靜電的物體有什么性質(zhì)呢?今天,讓我們一起來(lái)探究一下。

    我們先準(zhǔn)備一根吸管,用紙巾反復(fù)摩擦幾次,然后將牙簽插在吸管中間,并將其放在另一根吸管的管口,成T型,用手撥動(dòng)水平方向的吸管,使其能輕松轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)即可。

    再準(zhǔn)備一根吸管,同樣用紙巾反復(fù)摩擦幾次,緩緩靠近水平放置的吸管(如圖2),就可以看到水平放置的吸管因被排斥而轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。當(dāng)我們拿著這根吸管靠近頭發(fā)或碎紙屑時(shí),可以觀察到它們被吸附在吸管上。通過(guò)查閱資料,我們不難發(fā)現(xiàn)帶同種電荷的物體會(huì)相互排斥,并且?guī)щ娢矬w可以吸引輕小的物體。

    為了讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯,我們可以用摩擦過(guò)的PVC管代替吸管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖3所示,將帶電的PVC管靠近易拉罐、紙杯、飲料瓶等,我們可以看到,它們會(huì)在桌面上滾動(dòng)起來(lái)。

    我們也可以將一些彩色的泡沫小球放在干燥的透明塑料瓶中,當(dāng)帶電的PVC管靠近瓶子時(shí),泡沫小球會(huì)迅速向PVC管靠近。當(dāng)我們將PVC管上下移動(dòng)時(shí),如圖4所示,泡沫小球也會(huì)上下跳動(dòng),還能聽(tīng)到沙沙的響聲,像在風(fēng)中起舞,尤為漂亮。

    當(dāng)然,用摩擦過(guò)的吸管也可以產(chǎn)生這樣的效果,只是現(xiàn)象沒(méi)那么壯觀。但如果我們多用幾根吸管,一起“指揮”泡沫小球,效果還是很不錯(cuò)的(如圖5)。

    其實(shí),帶電物體還有一種比較常見(jiàn)的性質(zhì),這里沒(méi)有提及,大家知道是什么嗎?你們又是如何探究的呢?

    名師簡(jiǎn)介:

    張軍,江蘇省南京市玄武高級(jí)中學(xué)(梅園校區(qū))STEM項(xiàng)目主管,江蘇省首席科技傳播專家,高級(jí)青少年科技輔導(dǎo)員;曾經(jīng)多次擔(dān)任省級(jí)以上賽事評(píng)委,撰寫(xiě)的科普作品多次獲省級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)。

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