金光圣母和她的科学秘密

冬天，梳头发时，头发经常会被塑料梳子吸引；脱毛衣时，偶尔也会看到毛衣间火光闪耀，并带着“噼啪”之声，这是静电。夏季，雷雨交加，电闪雷鸣，这是雷电。工厂里的机器、家里的电器、道路上的交通信号灯、商场两边闪烁的霓虹灯，哪一样都缺不了电，这些电是人为制造出来的。

电早已深入日常生活的方方面面，以至于常常被我们忽略。然而，电拥有神奇的力量。本期糯米团团，谢飞姐姐就带你们一起了解“金光圣母”和她的科学秘密吧。

“金光圣母”朱佩娘

金光圣母又叫闪电娘娘或者电母，名叫朱佩娘，为传说中雷公的妻子，主要掌管闪电。

古代人并不知道雷电是云层中的正负电荷相互摩擦的结果，而认为是雷公和电母在云里打架，才有了雷电。因此，对雷电很是崇拜。

有这么一句歇后语：电母雷公打跤——撑天拱地。事实上，每当闪电的时候，闪出的那道光，确实是从天上连到地面，名副其实地撑着天、拱着地。

所谓金光圣母，只是古人对神秘莫测的雷电的一种崇拜。现在人们家家都用上了电，但电依旧神秘莫测。它能把电灯点亮，能使冰箱制冷，能让大家看上精彩的电视？？电到底是如何工作的？通过下面这些关于电的小名词，你就能对电有比较直观的了解。

电子

电子的个头还不到十亿分之一微米，非常非常非常小。它身上带着宇宙中最微弱电量。一般情况下，电子成群结队地围着原子核旋转绕圈。这是因为它身上带着负电荷，而原子核身上却带着正电荷。异性相吸，于是，相互之间的吸引力就把电子和原子核相连在一起了，就像地球和太阳连在一起一样。

通常，一个原子核周围都聚集了大量的电子。电子们快速运动着，一层一层裹在原子核外。越到外围，原子核对电子的吸引力越弱。所以，最外围的电子受到这种吸引力的束缚最小，这些电子是自由的，是它们形成了电流。

电流

了解了电子之后，再来看看电流。有人会认为，电流就是电子在导体内的流动，就像水在水管中流动一样。可惜事情并不那么简单。

在导线内，电子就像算盘上的算珠一样整齐地排列着。我们一按下开关，队列上的第一个“算珠”就推挤冲击第二个，第二个就冲击第三个。以此类推，“算珠”们在电线内一个冲击一个，直到灯泡。这种冲击波传导的速度和光速差不多（约为3×106千米/秒），而队列中电子们每秒只移动几毫米而已！

每秒钟从特定某一点经过的电子数量，就是电流强度。同样一个灯泡，电流强度大，灯泡就亮，电流强度小，灯泡就会暗一些。如果通过这个灯泡的电流强度太大了，这个灯泡有可能被烧掉。了解这个概念也很重要，因为很多时候带电物体是否危险，就和电流强度有关。

导电体和绝缘体

有些物体能够导电，有些物体不能导电，这也和物体本身的原子结构有关。像铜、铁、铝等金属原子留不住自己的电子，它们构成了金属导电体大家族。它们，尤其是铜，被人们用来生产电线。像玻璃、橡胶或陶瓷等物体，它们的原子核周围的电子层比较致密，没有电子能从中逃脱。这些物体就没有游离的电子，它们就是所谓的绝缘体。电流无法从中通过。

电压

自由的电子在导体内移动，它们的动力来自什么地方呢？实际上，电子运动的动力，来自于电位差，或称电压。设想一下，电子就像是一个管子中的珠子。如果管子是完全水平放置的话，里面的珠子便静止不动。可一旦管子的一端下降，而另一端仍保持在原来的高度，里面的珠子就会开始滚动了。这是因为管子两端高度的差异为珠子提供了滚动的能量。

同样，导体两端的电位差促使自由电子发生了运动。但千万不要以为这种电位差是由于电线两端高度的差异造成的，电位差和导体两头的高度毫无关系。对于电来说，电位差对应的是电荷的差异，也就是说，导体一端电子数量过剩，而另一端电子数量不足。

电阻

电子在导电体里并不是那样逍遥自在，它也会时时刻刻受到阻力。怎么理解这种阻力呢？想象一下，如果你在人潮汹涌的大商场的货架间奔跑会是怎样的？你会不停地撞到别的顾客，还可能撞翻他们的车子？？总之你会遇到很多障碍。自由电子在导体里的境遇就是如此。在导体里，它们不断撞上金属原子，并因而损失掉部分能量。这种对电流造成的阻力就是电阻。最完美的电阻，其电阻应该为零，可惜的是这种电阻并不存在。而最好的绝缘体，其电阻则是无限大。

焦耳效应

焦耳效应是导体具有电阻的最明显的表现。如果你想让许多电子（意味着高强度的电流）从非常小的空间（比如极细的电线）中通过，那么电流通过时受到的阻力就会非常大。其中就会发生很多摩擦碰撞。这就像你搓手时手会发热一样。电炉和烤面包机就是运用了焦耳效应，当电流通过电阻丝的时候，电阻丝就会升温。在白炽灯泡中，它会使钨丝温度骤然上升到2 500℃。保险丝也是运用了焦耳效应，以便在强电流通过的时候，最先被烧断的是保险丝，通过断电来保护其他电器设备不被烧坏。

电是危险的

好了，说了这么多，你们对电应该有了一些了解。最后，提醒大家，电是危险的，切记切记。下面这个表格告诉我们，在220伏的电压下（我们一般的家用电压是220伏），电流可能给人体造成什么样的伤害。但这个表格只是概括性的。电流可能给你身体造成的伤害，会因为其通过你身体部位的不同、你皮肤的电阻（皮肤越湿，电阻越低）不同，以及你身体接触的时间长短而有很大的差异。endprint