⚛ 物理

把气球在头上蹭一蹭,头发竟然会自己竖起来追着气球跑

看完这篇你会知道气球吸起头发的背后是电子"被抢走"引发的静电吸引,以及这个原理如何藏在打印机和喷漆机器人里

小时候你一定干过这件事:拿气球在头发上用力蹭几下,然后慢慢把气球移开,头发就像被施了魔法一样,一根一根地竖起来,还会随着气球晃动的方向摇摆。这到底是怎么回事?气球又没有手,凭什么把头发"拎"起来?

气球和头发之间发生了什么?

你在头发上摩擦气球的时候,其实是在做一场"抢电"游戏。万物都是由极小极小的粒子组成的,这些粒子里有一种叫电子的东西——你可以把它想象成到处乱跑的小球。头发里的"小球"比较松散,气球一摩擦,就把头发的"小球"抢走了一堆。结果是:气球多了很多"小球",变成了负电;头发少了"小球",变成了正电。这就叫做"摩擦起电",跟冬天脱毛衣听到的"噼啪"声、走路摸门把手被电一下,都是同一个原理。

为什么头发会被气球"吸"过去?

你有没有注意到,两块磁铁,一正一负会互相吸引?电也是一样的规矩:正电和负电,天生就互相吸引。气球抢走了头发的电子,变成负电;头发失去电子,变成正电。两边一靠近,就像磁铁碰磁铁,气球和头发都想往对方那边扑过去。气球太重,没法动;头发又细又轻,当然就被"拉"起来了。你把气球慢慢移到左边,头发就跟着歪向左边,因为头发一直在追着那个"相反的电"跑。

另外,每一根头发因为都失去了电子,根根都带正电,而同种电会互相排斥——就像两块同极的磁铁放在一起会弹开一样。所以头发们不仅被气球吸上去,还互相"嫌弃"彼此,拼命往四面八方散开,这就是为什么头发竖起来之后会炸开成一个"锅盖头"的形状,看起来特别好笑。

这件事在生活里有什么大用处?

别以为这只是个孩子玩的把戏,摩擦起电这件事可是藏在很多地方的。打印机里的激光打印技术,就是靠控制静电让墨粉精准地"吸"到纸上,才能印出清晰的字。工厂里的静电除尘器,用静电把空气中的灰尘粒子吸住,让排放的气体更干净。甚至喷漆机器人给汽车喷漆,也会给车身和油漆粒子带上相反的电,让油漆均匀地"飞"上去,一滴都不浪费。气球和头发之间的那个小把戏,其实是整个电力世界最朴素的入门课。

冬天空气干燥,静电特别容易积累,梳头发时噼里啪啦的,下次不妨把梳子在毛衣上蹭几下,再靠近一小撮碎纸片——你会发现纸片也会被吸起来,和头发追气球是完全一样的原理。你身边还有哪些东西会产生静电?摸摸看,说不定今天就能发现一个。