静电的利弊

金属箔验电器是一种简单而实用的仪器，现在用它再来做个实验：把一根带正电的玻璃棒靠近验电器，但不与金属球接触，可以看到验电器的箔片也会张开。这种现象叫做静电感应，是由俄国物理学家里赫曼和英国物理学家坎顿发现的。后来经过德国科学家埃皮努斯的研究，弄清楚其中的道理。原来当带正电的玻璃棒靠近验电器时，由于异种电荷相互吸引，负电荷纷纷涌到金属球上，而箔片由于缺少了负电荷而显了正电，因此箔片张开。此时用手指去碰一下金属球，人体中会有一部分负电荷跑到箔片上去，与箔片上的正电荷中和。再移去玻璃棒，留在金属球上的负电荷会分布在小球、金属杆和箔片上，整个验电器带负电。这种起电办法叫做感应起电。

在实验上用感应起电的办法似乎比摩擦起电更胜一筹，以至后来都用感应起电机来取代了摩擦起电机。下面我们来做一个感应起电板的小实验。这种起电板是由鼎鼎大名的电学家伏打发明的。

器材是：旧钢精锅盖一只，废薄膜唱片一张。

制作过程是：先将钢精锅盖用木槌敲平，并用砂皮擦一下。剪一条 10 厘米长、1 厘米宽的薄纸条，在一头的中间部分剪去一条，再用胶纸粘到纸条尾部，固定在锅盖内表面。

用手捏住锅盖的绝缘旋扭，把锅盖水平放置，内表面向上。

用干燥丝绸摩擦薄膜唱片，能使它带很多电荷。把带电的唱片平放在锅盖上，用手摸一下锅盖的外表面，再移开唱片，薄纸条就会向上竖起。

如果锅盖上带电较多时，用镊子夹一小片金属箔，让箔落到锅盖上，它就会明显向上跳起。移动锅盖跟随金属箔，可以使金属箔在空中停留很长时间。

摩擦起电和感应起电是自然界里两种最普遍、最大量，也最基本的电现象。由摩擦和感应产生的电荷通常被束缚在带电体上，不能像导线中的电荷那样沿特定的方向流动，所以称做静电。

静电最显著的特点，就是电压高。摩擦起电时，电压可以高达 4.5×105

伏特。在干燥的空气里，产生电火花（即击穿电场），电场强度要达到 3 万伏/厘米。当我们在黑暗中脱毛衣，听到噼啪之声，看到火星流散，这时毛衣上达到的电压已有好几千伏特。幸好它的电量很小，不会给人体带来伤害，

然而就是这点点星火，在某些场合也会酿成弥天大祸！例如摸过衣服带了高压静电的手，再去取集成电路块板，就会击坏元器件。医生在手术时引起的静电火花，会引起“乙醚”爆炸，危及医生和病人。至于化工、石油、炸药等危险品在生产、储藏和运输的时候更是要谨防静电的捣乱。历史上这种血的教训也是够多的。1976 年 12 月 29 日，停靠在日本港附近的挪威油轮别尔克·伊斯特拉号，因为水手用毛刷油漆甲板、聚集起来的高压静电迸发火花，点燃了弥散在甲板上空的石油蒸汽，蒸汽急骤膨胀，猛烈爆炸，使这艘 25 万吨的超级巨轮毁于顷刻之间。

经过科研人员的认真鉴定，原来凶手是不被人注意的静电⋯⋯一位女工穿着一双新的泡沫塑料凉鞋，走路时产生的电荷排放不掉，人体的电位越来越高，当她走近一支立在地面上的铁管，在她脚部触及铁管的刹那间，人体的静电对地放电，静电火花点燃了室内的汽油蒸汽，于是悲剧发生了。

静电除了容易迸发火花，它的同性相斥和异性相吸的性质也给人们的生活和工作带来了麻烦。比如说纺纱时纱绽与机轴摩擦产生的静电吸附纱头缠绕在机轴上，不仅影响产品的质量，还会妨碍机器的运转。印刷过程中，因为与机器摩擦带上了同种电荷的纸张，相互排斥，叠放不齐，甚至乱得无法印刷。在精密的电子产品生产中，静电的这种危害就更大了。

如何来减少静电的危害呢？一是把可能产生静电的设备和人员接地，比如运送危险品的车辆和油罐车的后面拖一根长长的铁链。长距离的输油管道每隔 100～300 米安装接地线。危险品仓库的工人穿上用导电橡胶做的防电靴，通过这些导电体把可能聚集起来的静电导入大地。此外科学家还发明了抗静电剂和放射性消电器等设备来有效地清除静电的聚集。现在防静电技术和设备的研制和生产已经形成了一个崭新的行业。专业公司能生产测试、计算、分析、监测和消除静电产品。如腕带、防静电兼防尘工作衣、鞋、帽、垫、袋、海绵，以及空气电离吹风机、电离空气枪等等。

当人们摸透了静电的脾气之后，正确引导、扬长避短也可以使它为人类造福。现在静电复印、静电植绒、静电喷漆、静电除尘等技术已经得到了广泛的应用。此外，静电技术也开始在淡化海水、喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手。甚至在宇宙飞船上，也安装了静电加料器装置！为了看一下静电在这些方面的本领，我们来做一个静电除尘的小实验。

在塑料瓶盖上钻孔，插入两根导线。每根导线的下端焊一片长方形铜片

（2.5 厘米×1.5 厘米）作为电极。实验的过程：

先用一张纸、揉皱后垫在瓶底。
瓶里放入两小截点燃的蚊香，可以看到瓶里弥漫着白色的烟雾。
把两根导线的上端接入手摇发电机的正负极上，摇动发电机，可以看到顷刻之间烟消雾散。

原来电晕放电可以产生许许多多带负电的离子，叫做负离子。负离子吸附了周围空气中的尘埃，并把它们全部带到了带正电的金属极片上。所以瓶里的空气变得清彻透明，而金属片表面却积起了薄薄的一层脏东西。可见静电在除尘方面的奇功。