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谈谈生活中的静电现象

2023-07-10陈体科

教育周报·教研版 2023年26期
关键词:尘埃静电原子

陈体科

你曾否注意到,在干燥的冬春季节,当脱下毛衣或尼龙、涤纶等化纤衣服时,除听到噼噼啪啪的响声外,暗影里还能看到闪烁的火花。除此之外,还会发现,当你用手触及门把手、水龙头、椅背、床栏等金属器物,或是两人相撞时,会有电击感;用塑料梳子梳头,总感到头发梳不拢;在混纺的衣服上常常落满尘埃,使劲用手拍总是拍不掉……以上种种都是日常生活中常见的静电现象。

一、静电的产生

物质都是由分子组成,分子是由原子组成,原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状态下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,原子呈中性,所以对外表现出不带电的现象。但是电子如果离开原来的原子A而侵入其他的原子B,A原子因缺少电子而带有正电现象,称为阳离子,B原子因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子。

造成不平衡电子分布的原因是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)。当两个不同的物体相互接触时就会使一个物体失去一些电子带正电,而另一个物体得到电子带负电。若在分离的过程中电荷难以中和,电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。

我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩擦起电实质上是接触分离起电。在日常生活,各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电。另一种常见的起电现象是感应起电。当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电。

在干燥和多风的季节,我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”的声响,这就是发生在人体的静电,上述的几种现象就是体内静电对外“放电”的结果。

二、如何防止静电

人体活动时,皮肤与衣服之间以及衣服与衣服之间互相摩擦,便会产生静电。随着家用电器增多以及冬天人们多穿化纤衣服,家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来,加之居室内墙壁和地板多属绝缘体,空气干燥,因此更容易受到静电干扰。

由于老年人的皮肤相对比年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素,因此老年人更容易受静电的影响。心血管系统本来就有各种病变的老年人,静电更会使病情加重或诱发室性早搏等心律失常。过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。

为了防止静电的发生,室内要保持一定的湿度,室内要勤拖地、勤洒些水,或用加湿器加湿;脱衣服之后,用手轻轻摸一下墙壁,摸门把手或水龙头之前也要用手摸一下墙,将体内静电“放”出去,这样静电就不会伤你了。对于老年人,尽量不穿化纤类衣物,以使静电的危害减少到最低限度。

三、静电的利与弊

静电的危害很多,它的第一种危害来源于带电体的互相作用。在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电,如果不采取措施,将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作;在印刷厂里,纸页之间的静电会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂里。由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污,形成一层尘埃的薄膜,使图像的清晰程度和亮度降低;在混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘,也是静电惹的祸。静电的第二大危害,是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。比如在手术台上,静电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人;在煤矿,则会引起瓦斯爆炸,会导致工人死伤,矿井报废。

平时由于摩擦起电的时间很短,故而所产生的电流量亦很小,一般不致造成人体危害。然而由于静电能吸附尘埃及尘埃中含有的细菌、病毒及有害物质,被吸入后一方面使人心情煩躁,头晕胸闷、喉鼻不适;另一方面尘埃中的多种致敏原可使过敏体质者皮肤发炎,并诱发支气管哮喘等过敏性疾病。合成纤维衣料与皮肤相互摩擦所产生的静电,有时会改变人体体表的电位差,进而妨碍正常的心电传导,引起心律失常。此外,持久的静电还可引起人体的血液PH升高,血钙减少,尿中钙排泄量增加,尤其对儿童、老人、孕妇及乳母的健康,危害更甚。

总之,静电危害起因于带电体和静电火花。人们常说,防患于未然,防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量,改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地,这样可以把电荷引人大地,避免静电积累。细心的乘客大概会发现;在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷,飞机着陆时,为了防止乘客下飞时被电击,飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线;以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链,这就是车的接地线。适当增加工作环境的湿度,让电荷随时放出,也可以有效地消除静电。潮湿的天气里不容易做好静电试验,就是这个道理。科研人员研究的抗静电剂,则能很好地消除绝缘体内部的静电。

然而,任何事物都有两面性。对于静电这一隐蔽的特性,只要摸透了它的脾气,也能让它为人类服务。比如,静电复印、静电喷涂、静电植绒、静电除尘技术等,已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水,喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手,甚至在字宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。

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