为什么我们的身体会带静电?如何正确防止静电攻击?
为什么我们的身体会带静电?如何正确防止静电攻击?
冬天到了,你是否经常遇到这样的情况:一碰门把手就被电一下,摸水龙头时也感觉麻麻的,甚至和别人握手时也会被电到?这些突如其来的静电不仅让人感到不适,还给生活带来不少困扰。那么,静电究竟是什么?为什么它会在这个季节频繁出现?更重要的是,我们该如何预防静电带来的困扰呢?
要了解静电,我们首先需要从物质的基本构成——原子说起。每个原子的中心都有一个很重的原子核,周围则有若干电子绕核旋转。原子核由质子和中子组成,所有亚原子粒子都具有固有的物理特性,如质量、自旋和电荷。在讨论静电时,电荷这一特性尤为重要。
电荷分为正电荷和负电荷两种。每个电子带有负电荷,而每个质子则带有正电荷。在正常情况下,一个原子中的电子数和质子数相等,因此原子整体呈现电中性。
©Rost-9D
带电粒子之间会相互施加力,这种力被称为静电力。同种电荷(正-正或负-负)相互排斥,而异种电荷(正-负)则相互吸引。在原子内部,静电力使得电子围绕原子核运动。然而,对于距离原子核较远的电子,静电力的束缚作用较弱,因此这些电子有时会脱离原子,导致原子带正电(因为此时质子数量多于电子)。而那些获得多余电子的物体则会带负电。这种电荷的不平衡状态就是我们所说的静电。
那么,为什么电子会离开某个物体呢?一个简单而有效的方法是通过摩擦。对于某些材料而言,只需少量的能量就能使其电子大量脱离原子,而简单的摩擦力就足以达到这一效果。当然,还有许多其他方式可以导致电子脱离,许多材料的电子也相对自由。
当我们理解了静电的产生原理,就不难解释为什么我们会感到静电冲击了。假设你的手带有静电,当你触摸一个带有不同静电荷的表面时,电子就会发生转移——从带负电的物体转移到带正电的物体上。这个电子转移过程会形成一个微小而短暂的电流,即静电放电。当电子瞬间转移形成的电流足够强时,你就会感觉到电击。值得注意的是,人体通常倾向于带负电荷,因为容易通过摩擦获得电子。此外,人体是良好的导体,穿着的衣物通过摩擦(如鞋子与地面的摩擦、衣物之间的摩擦等)获得的电子很容易转移到人体上。无论人体带何种静电荷,当它接触到另一个导体时,都更容易发生静电放电,从而导致我们被电击。
那么,我们能做些什么来防止静电冲击呢?静电的频率和强度受到多种因素的影响,包括个人敏感度、体型、衣服材质、温度和空气湿度等。虽然静电的电压强度有时可达上千伏,但由于持续时间极短,通常对人体无害。然而,有些人天生对电击更为敏感,会觉得更容易受到静电影响。体型较大的人需要积累更多的电子才能达到相应的电流强度,因此体型较小的人更容易感受到静电。这两个因素由个人条件决定,无法改变,但我们可以通过调整穿着、环境以及接触的物品来减少静电冲击。
首先,干燥、寒冷的空气会增加静电发生的概率,这也就是为什么我们通常在冬季才会感受到静电电击。相比于潮湿、温暖的空气,干燥、寒冷的空气是不良导体,电子更难通过空气转移,从而更容易在人体中积累电荷。因此,减少静电的第一个方法是尽量保持身体湿润,如果条件允许,可以使用加湿器来维持室内湿度。
除了空气因素外,人体静电荷流失最主要的方式是与地面接触,因此鞋底材质在产生静电方面起着至关重要的作用。完全绝缘的材料(如橡胶鞋底)非常容易使人体积累静电荷。所以,第二种方法是尽量避免穿着橡胶鞋底的鞋子。
第三种方法是在口袋里放一枚硬币。在接触可能被电击的物品之前,先用手拿着硬币接触,帮助释放身体积累的静电荷。
本文原文来自澎湃新闻