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本周,德里克和戴夫将勇敢地冒险进入未来,打造他们自己的力场。提供人力的是来自亨斯伯里公园小学夏令营的马修和罗比。

要做这个实验,你需要:

空的可乐罐一块聚苯乙烯一整头头发

实验方法:1 -拿起聚苯乙烯,在头发上揉搓一分钟。2 -在汽水罐附近挥动聚苯乙烯,看看会发生什么。

那么这是怎么回事呢?

当聚苯乙烯靠近易拉罐时,易拉罐会向你移动。为什么会这样?

所有材料都含有电子;组成原子的微小粒子。当一种材料中的电子与另一种材料接触时,它们可以传递给另一种材料。这有点像头虱:如果一个人有头虱(虱子代表电子),而他们没有虱子的朋友擦身而过,那么头虱就可以从一个人传给另一个人。如果他们能长时间团结在一起,那头虱就有可能再次爬回来。然而,如果它们迅速地把头分开,那么头虱就没有办法回到原来的主人那里了。这使得之前没有虱子的朋友获得了总体的头虱收益。

同样的原理也适用于电子的转移:当两种材料结合在一起时,电子可以从一边移动到另一边(也有可能再移动回来)。电子是否有足够的时间返回将决定一种物质最终的电子数量是比开始时多还是少。

现在材料交换一些电子是很好的,但是有些材料从其他材料中获得的电子比它们返回的电子要多得多。如果这些亲电子的材料只与另一种材料接触很短的时间,它们就会带走特别多的电子——它们会带走很多电子,但在它们回到它们的合法主人之前,这种连接就被破坏了。以这种方式表现的材料的一个例子是聚苯乙烯(尽管聚苯乙烯喜欢获得电子,而使用第一个例子,没有人喜欢得到头虱!)

喜欢电子的材料的完美伴侣是想要摆脱电子的材料。头发就是一个例子。当每根头发与聚苯乙烯直接接触时,都会提供一些电子。一旦聚苯乙烯在你头部的另一部分上摩擦,与原始头发的接触就会失去,电子就不能再跳回去了。

总的效果是电子在聚苯乙烯上缓慢积累,这使聚苯乙烯带负电荷。电荷是负的,因为电子是带负电的粒子。

一旦你停止揉头,剩下的就是一块带负电的聚苯乙烯,里面充满了从你头发上“偷走”的电子。但这为什么会吸引可乐罐呢?

玩弄磁铁可以证明同种电荷相互排斥,即:负极排斥负极,正极排斥正极。当带负电荷的聚苯乙烯被放置在焦炭罐附近时,它会迫使金属中的所有电子尽可能地远离焦炭罐(到焦炭罐的远端)。当金属中的电子离开时,它使离聚苯乙烯最近的那一面相对带正电。正电荷和负电荷相互吸引,这就是为什么可乐罐被拉向聚苯乙烯。

重要的是要注意聚苯乙烯是一种绝缘体,而可乐罐是由金属制成的。绝缘材料中的电子不能很好地移动,这就是为什么它们是热和电的不良导体。相比之下,电子可以很容易地在金属中移动,使其成为电线和平底锅的完美材料。

当可乐罐和聚苯乙烯结合在一起时,聚苯乙烯中的电子几乎停留在原地(因为它们很难移动),而金属中的电子则可以绕到另一边。如果电子不移动到另一边,罐子就不会极化(有正极和负极)。如果没有极化,那么罐子就不会被聚苯乙烯吸引。

如果你把聚苯乙烯靠近另一个绝缘体,比如塑料瓶,瓶子就不会被吸引。这是因为塑料中的电子不容易移动,材料不能极化,因此瓶子停留在原地。

成分

可以空的可乐罐一块聚苯乙烯一整头头发

指令

1 -用聚苯乙烯在头发上揉搓一分钟。2 -在气泡饮料罐附近挥动聚苯乙烯看看会发生什么。

结果

当聚苯乙烯被放置在易拉罐附近时,易拉罐会向你移动,一旦易拉罐开始移动,你必须小心地将聚苯乙烯拉离得足够快。

解释

所有材料都含有电子;作为原子一部分的微小粒子,当这些电子运动时,我们称之为电。电子带负电荷,而它们所在原子的中心(原子核)带正电荷。正电荷和负电荷互相排斥,互相吸引,所以通常一个物体中正电荷和负电荷的数量是一样的,所以它不带电。

如果你把两种材料接触在一起,有时一些电子会从一种材料转移到另一种材料,并在其中丢失。这将使两个物体都带一个正电荷和一个负电荷。这取决于材料,有些会获得电子,有些会失去电子。头发并不介意,橡胶喜欢失去电子,而聚苯乙烯喜欢获得电子。

虽然你不需要把两种材料摩擦在一起来达到这个效果,但它通常有助于增加接触的面积。

一开始,罐子是不带电的

罐头收费

所以当你在头上摩擦聚苯乙烯时它就带负电了。这个易拉罐是由金属(铝或钢)制成的,在金属中,电子可以很容易地四处移动——它们是良导体——所以如果你把带负电的聚苯乙烯放在易拉罐旁边,电子就会被排斥,移动到易拉罐的远端。

可以在附近充电

所以在聚苯乙烯附近有很多带正电的原子核,它们被聚苯乙烯强烈吸引,而在远处有负电的电子,它们离聚苯乙烯远一些,所以不那么强烈的排斥,所以总的来说,罐子被拉向聚苯乙烯。

如果你用一些绝缘的东西,比如柠檬水瓶而不是罐头,电子不能在分子之间移动,所以它们真的不能移动很远,吸引力就弱得多。

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