比来有网友留言说想理解静电今天ta来了

怒发冲冠（假装有帽子）

啥是静电？

Definition of static electricity

静电是电荷在物质系统中的不平衡分布产生的征象[1]。
“物质系统中的不平衡分布”，嗯~~~，这句话有点专业，大略地说便是物体中的正负电荷不相等，使得物体荷电。
静电之以是被称之为“静电”，是由于物体带电后，电荷会保持在物体上，除非通过放电的办法将电荷移走。

静电的产生方法紧张有两种，分别是摩擦起电和感应起电。

电子逸出功（忘了逸出功是啥的小可爱回去翻翻教材）不同的两种物体摩擦时，由于逸出功小的材料对电子的束缚更弱，以是它的电子随意马虎流向其余一个物体，这样就使得电子逸出功小的材料带正电，电子逸出功大的材料带负电[1]。
这便是摩擦起电。

正负电荷的命名就和摩擦起电有关。
那位100美元钞票上的政治科学两着花的本杰明富兰克林将丝绸摩掠过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷，皮毛摩掠过的橡胶棒所带的电荷叫负电荷。

本杰明富兰克林（图片来源：Wikipedia）

带电物体靠近导体的时候，在电场浸染下，导体两端聚拢符号相反的电荷，如果将导体一真个电荷引入大地，那么导体就会带电，这属于感应起电。

感应起电示意图（来源：vivaxsolutions.com）

我们都知道，带电物体每每具有吸引轻小物体的性子，比如和头发摩擦过后的塑料笔杆能吸附小纸屑。
这是由于带电物体靠近时，轻小物体会感应起电，从而带上和带电物体异号的电荷而被吸引。

夏季的雷击事宜则与这两种起电办法都有关。

目前普遍认为，雷电是强对流景象下，云中的小水点和冰晶摩擦、碰撞，使得云层顶部带正电荷，云层底部带负电荷，进而云层之间放电的征象[2]。

图片来源：NOAA

云层底部带负电，会使大地表面感应出正电荷，云层底部和大地构成一个电容器。
当空气被击穿，云层底部的负电荷和大地带的正电荷中和便是雷击了。

静电有用吗？

Of course

范德格拉夫起电机

范德格拉夫起电机在科技馆中常常可以见到，让人产生刺猬头的那个大圆球装置。

听这个装置的名字就知道，范特格拉夫起电机来历非凡，实际上人家是用来做加速器的。
范德格拉夫在1931年旁边制造了一台静电加速器用于核物理实验，由于范德格拉夫静电加速器最大可以产生5MV的电压，足以用来加速带电粒子。
后来有了更好的加速器，比如回旋加速器，范德格拉夫静电加速器就用来传授教化了[3]。

范特格拉夫起电机的事理实在很大略，电刷A与几万伏的电源相连，由于尖端放电，让皮带荷正电，然后通过滚轴的运动让皮带携带正电荷到电刷B，使得和电刷B相连的球壳带正电（由于电荷不会在球体内部，而是汇合中在外部）。
球壳产生的电场就可以用来加速内部离子源产生的离子了。

范特格拉夫起电机事理图（图片来源：UNCW）

静电复印

静电复印听名字就知道用上了静电。

复印机最主要部件是硒鼓（也叫感光鼓），硒鼓的基体是铝，表面是硒，硒有个光敏特性，在阴郁下是绝缘体，在光照下是导体[4]。

在阴郁中让硒鼓表面的硒带负电，而铝基体感应出正电。
用光扫描须要复印的内容，没有字迹的地方光可以透过，让硒成为导体，这块区域的硒和铝基体的电荷中和，就成了中性的，而有字迹的地方光就无法透过，硒依然带负电。
这样在硒鼓上就有一个由电荷形成的“影像”，叫潜影。
硒鼓带负电的区域吸附带正电的碳粉，再将碳粉转移到带负电荷的复印纸上。
复印纸和碳粉只是静电吸引，打仗还不稳定，须要烘烤纸张让碳粉固定在纸张上，这也便是为什么刚打印出来的纸很烫手。

复印机事理（图片来源：Wikipedia）

不同的品牌碳粉所带的电荷不同，相应的，硒鼓所带的电荷也会不同，并不是所有厂商生产的墨粉都是带正电的。

激光打印机也是类似的事理，不同之处是直接用激光照射硒鼓得到潜影。

激光打印机事理（图片来源：UNCW）

静电除尘

让细颗粒物先通过带正电的滤网，荷上正电，再经由带负电的滤网，由于静电吸引，细颗粒物就能被带负电的滤网捕获了 [3]。
从而起到除尘净化空气的浸染。

静电除尘事理（图片来源：UNCW）

静电上漆

让油漆和物件带不同的电荷，由于有电场的存在，油漆颗粒会在电场力的浸染下向物件运动，油漆利用效率更高（油漆颗粒受到的电场力是重力的75倍，也便是说油漆颗粒被电场约束了，不随意马虎乱跑），喷涂更均匀[5]。

同样条件下，荷电与不荷电的喷漆结果（图片来源：Youtube）

静电也烦人

Annoying

静电中和所开释的能量比较小，比如干燥的冬季人体触碰金属物体所开释的能量远不敷1J，但是电压却在上万伏，这足以造成不小的危害。

比如很多电子设备就对静电很敏感，由于电子设备中电路的集成度很高，使得线路面积很小，耐压能力差，很随意马虎被静电击穿。
以是在电子产品线上的工人都会有全套装备来防护，地板上也有导电涂料。
平时购买的线路板之类的表面也会有防静电包装。

防静电用品（来源：xzcgp.com）

静电会开释火花，易燃易爆物附近除了要严防烟火，也要小心静电。
比如自助加油站上都会有下面的那个提示，便是为了防止静电引燃了挥发出来的汽油。
油罐车尾部都会拖着条铁链，也是为了接地，及时将电荷传导出去，避免引燃油料，毕竟长途运输油料和罐体不断摩擦，会有源源不断的电荷产生。
粉尘很大的区域也须要防静电，比如面粉厂，虽然平时要将面粉点燃挺困难的，但是当它弥散在空气中时，与空气打仗面历年夜，非常随意马虎点燃。

静电开释器（图片来源：pioneerwe.com）

若何才能避免被电

The method

虽然静电能量低，但被电一下实在是不好受，尤其是在冬天，一天要被电很多次，电的多了，遇见铁门和栏杆都有阴影了。
（感同身受的小伙伴请让我看到你的双手）

前面已经提过静电的产生缘故原由了，那么如何减少被电的次数也有了理论依据。

人体所带的静电是由于人体与衣物、衣物与衣物之间相互摩擦所产生的，也便是摩擦生电。
只要人在运动，那就不可避免地会带上静电，以是阻挡静电产生的这一条路是不可行的。
既然无法阻挡静电的产生，那就只好减少人体的电量，也便是要及时地把静电传导走。

以是，最有效的办法是用空气加湿器增大空气湿度，提高空气的导电性，这样人体的电荷就能被及时导走，减少累积。
这也是为什么在南方就不随意马虎被电的缘故原由。
除了这个办法，上文提到的车间里的静电手环也可以试试，便是有个缺陷——活动不太方便。

只管有这些导走电荷的方法，但有时难免还是会被电，这时就要思考下若何减弱被电的觉得。

静电开释时能量比较低，但是觉得很明显。
这时由于手指打仗金属时，放电的区域特殊小，就像是“尖端放电”，使得那一小块皮肤觉得有觉得。
以是要只管即便增大和金属的打仗面积，比如用手先捏住自己身上的钥匙（身上的钥匙和自己的电位相同），再用钥匙尖去触碰铁门、栏杆之类的，这样就可以减弱电击的觉得。
由于手指捏住钥匙之后，手和金属的打仗面积增大了，增大了皮肤导电的区域，而尖端放电的“重任”则由钥匙尖代劳了[6]。
如果一韶光没找到钥匙，可以试着用手背打仗铁门，这样也可以增大打仗面积。

至于开头提到的

参考资料:

[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

编辑：重光

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