人工碼字機
為什么靜電多在冬天調(diào)皮?
為什么靜電在冬天會更普遍?因為冬天的空氣相對干燥,空氣中的導電物質(zhì)更少,會使得電荷不斷在毛衣、地毯、頭發(fā)和干燥的皮膚等表面富集。一旦有其他物體與之接觸,就容易觸發(fā)電荷的超量轉(zhuǎn)移,形成靜電。
于是,在冬天,你摸門把手被電、從沙發(fā)上起來被電,甚至跟同學走一起也被電……靜電,可能讓你體會得最多的就是這毫無防備的刺痛感,電得身子一激靈,真是讓人討厭。
雖然靜電電壓高,但因為電量小,所以一般情況下,不會給人造成直接傷害。不過在某些時候,靜電還是有一定危害的——它會使得皮膚毛孔張大,造成紅斑和瘙癢等癥狀;它還可能引發(fā)心率異常;對于一些病人,它更可能使得病情加重。
不過,我們可以用一些小技巧來“放電”。比如在室內(nèi)環(huán)境中,我們可以通過加濕器增加室內(nèi)空氣濕度,讓電荷得以釋放。平日里,握一枚硬幣在手心、摸一下隨處可見的墻面,都可以成為電荷的出口,趕走這個調(diào)皮鬼。
靜電魔法秀起來
雖然靜電有些讓人討厭,但其實,它也有可愛的一面。它不僅容易被制造,還具有吸引力,因此,只要稍加利用,我們就可以讓它化身電精靈,用來表演魔法,成為關(guān)注焦點!
魔法一 懸空的餐盤
·準備:兩個一次性餐盤,一條干毛巾。
·施法:使用干毛巾與一個餐盤充分摩擦,再將這個餐盤壓在反面放置的餐盤之上。
·見證:此時,緩緩向上移動你的手,你會發(fā)現(xiàn),餐盤竟然擺脫了重力的束縛,跟著你的手緩緩向上,飄浮了起來。
魔法二 蹦迪的小球
·準備:一大塊錫箔紙(常用來作為燒烤的外包裝),一塊不用太大的玻璃,用泡沫制作數(shù)個小球(撕一些錫箔紙裹在外面),四塊墊片(比泡沫小球的直徑要高一些),一條干毛巾。
·施法:將錫箔紙平鋪,在四周位置放好墊片,再把泡沫小球放置其中,讓它們安靜地待著。接著,用干毛巾不停地摩擦玻璃……
·見證:將玻璃平鋪到墊片之上。只一瞬間,安靜的泡沫小球就會變得躁動起來,不停地跳動,撞到玻璃又掉下,又跳起。其中,有些小球還粘著玻璃。要是你用手指隔著玻璃指點它們,它們還會竄來竄去。
魔法三 吸管指揮家
·準備:一根牙簽,一枚硬幣,一次性塑料杯,一支吸管,一條干毛巾。
·施法:首先,你得將硬幣立起來。然后,你得把牙簽橫置在硬幣上。這是不是挺有難度的?要耐心點才能搞定。之后,用一次性塑料杯將它們蓋住。接下來,用干毛巾摩擦吸管。
·見證:用吸管慢慢靠近塑料杯,牙簽竟然開始動了!移動吸管,繞著塑料杯轉(zhuǎn),牙簽竟然也聽從了吸管的指揮,開始跟著轉(zhuǎn)!
被你忽視的靜電比武場
既了解了,也玩起來了,你是不是以為:“靜電就這?”事實上,它遠不止于此。如果把人類社會當作靜電的一個比武場,在許多你經(jīng)常接觸卻又容易忽視的地方,靜電都在大顯身手。它可以是化妝大師,可以是深空探險家……
化妝大師——靜電噴涂
你應該也愛玩玩具吧。你知道玩具那些多姿多彩的外觀是怎么畫上去的嗎?
答案是,靜電噴涂在為它們化妝。
靜電噴涂,需要強大的靜電場。
我們將噴槍和涂料微粒的部分接高壓電源的負極,被噴涂的工件接高壓電源的正極并接地。在高壓電源的作用下,它們之間就形成了一個靜電場。
在靜電場的作用下,涂料微粒會帶上負電,工件會帶上正電。
這時,異種電荷互相吸引的特性就可以體現(xiàn)了——噴槍輕輕一噴,涂料微粒就會被工件給吸附,均勻而又工整。
如今,靜電噴涂可不僅僅用在噴涂玩具上,噴涂火車、客車、家用電器……哪兒都有它的用武之地。
寵“粉”達人——靜電打印
當你們打印資料和試卷時,會用到激光打印機。你有沒有想過,那些文字和圖案是怎么被激光打印機給印到紙張上的呢?
靜電吸附,是激光打印機的基本原理之一。
在激光打印機中,有一個關(guān)鍵的部件叫作硒鼓。它有一個特性,表面被光照射之后,就可以逐漸釋放被照區(qū)域的電荷。被照射時間越長,這個區(qū)域的電壓就越低。
首先,我們給硒鼓表面充滿負電荷。假如要打印一個“0”,激光打印機就會控制光束在硒鼓表面照射出一個“0”,釋放被照射區(qū)域的負電荷,從而形成肉眼不可見的靜電圖像“0”。這個過程,類似于我們在百變針畫上按下了一個“0”。
然后,由于碳粉在轉(zhuǎn)動過程中帶上了負電荷,就會被表面同樣帶負電荷的顯影輥給排斥,被推到硒鼓上的“0”。因此,碳粉就形成了一個可見的“0”。
你可能會有疑問:為什么碳粉只會被推到“0”呢?因為硒鼓和顯影輥的表面都帶負電荷,它們對碳粉都有排斥力。然而,電壓更高,排斥力更大。
就像你的一個同學力氣比你大,你推不過他,你只能推得過力氣比你小的同學。而硒鼓表面只有“0”的電壓比顯影輥表面的電壓低,“力氣”更?。黄渌麉^(qū)域的電壓都比顯影輥表面的電壓高,“力氣”更大。因此,才只能將碳粉推到“0”。(注:激光打印機不止一種,對原理的具體運用會略有差別。)接著,當下方帶正電荷的轉(zhuǎn)印輥將紙張傳遞過來時,就會把硒鼓表面的碳粉“0”給吸附到紙張上啦。
深空探險家——靜電推進
你對《流浪地球》的行星發(fā)動機還有印象吧?我告訴你,靜電火箭發(fā)動機跟它很像哦,也能助力人類去深空流浪!
靜電火箭發(fā)動機,也被稱為離子發(fā)動機,它的原理并不復雜——發(fā)動機的工質(zhì),也就是“燃料”,進入電離室被分解為離子,離子在靜電場的作用下加速,從尾部噴射而出產(chǎn)生推力。
離子發(fā)動機的體積小巧,跟掃地機器人差不多,噴射速度卻是化學燃燒的10 倍。也就是說,只要消耗1/10 質(zhì)量的燃料,就可以獲得跟化學火箭發(fā)動機一樣的推力。不過目前,離子發(fā)動機的推力還很小。在地面上,它甚至只能托起一張A4 紙。
你可能會有疑問:就這一丁點兒力氣,還能推動航天器?因為在太空里,一丁點兒力氣正好可以用于精確地調(diào)整航天器的姿態(tài)和方向。
而且,離子發(fā)動機的持續(xù)性很久,在太空里慢慢加速,最終速度也可以達到很高,從而駛向深空。
除此之外,靜電還有許多其他用處:靜電除塵極大消除了粉塵爆炸的安全隱患;靜電陀螺儀被稱為精度最高的陀螺儀,用于核潛艇和遠程飛機的導航系統(tǒng);靜電軸承、靜電透鏡也都是各自應用領(lǐng)域中極為精確的存在。
靜電,可不只是愛在冬天出現(xiàn)的調(diào)皮鬼,它在我們?nèi)祟惿鐣陌l(fā)展中是個不可或缺的重要角色。