用毛衣跳舞

透過探索館瞭解靜電

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主要概念
電荷
極性
吸引力
排斥力
 
介紹
你是否曾在拍別人肩膀或觸控車門時感到過電擊?或者在梳頭或在寒冷的天氣裡摩擦羊毛毯時看到過火花? 如果你有過,那麼你已經感受到了靜電的影響! 在這項活動中,你將學習如何使用靜電使紙屑上下跳動。
 
背景知識
萬物都由稱為原子的微小構建塊組成。 雖然原子已經非常微觀,但它們包含更小的粒子,稱為電子、質子和中子。 電子帶負電荷,質子帶正電荷,而中子不帶電荷。 原子中通常有相等數量的電子和質子,因此原子被認為是“中性的”。 但是,如果原子獲得電子,它就會變成“帶負電荷的”。 如果它失去電子,它就會變成“帶正電荷的”。 帶有相同電荷的原子彼此排斥,而帶有不同電荷的原子則彼此吸引。
 

材料

  • 有機玻璃™或其他透明塑膠板(約一平方英尺,四分之一英寸厚); 儲物容器、大型外賣容器或海報框的塑膠蓋也可以很好地工作

  • 四個約一到兩英寸高的支撐物(金槍魚罐頭效果很好。)

  • 紙屑、泡沫塑膠、爆米花、普通幹米粒或五彩紙屑

  • 不同型別的織物碎片,包括羊毛

  • 平坦光滑的桌子或檯面表面,您可以在上面進行活動


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準備

  • 將紙屑、泡沫塑膠、米飯或五彩紙屑散落在桌子的一小部分割槽域。

  • 在材料碎片周圍設定支撐物——以到達塑膠的四個角。

  • 將塑膠板放在支撐物上。 (小塊材料應位於塑膠板下方。)

步驟

  • 塑膠下的小塊材料在做什麼?

  • 用羊毛布用力摩擦塑膠,使其“帶電”。

  • 觀察這些碎片! 它們在做什麼? 它們“跳舞”了多久?

  • 嘗試透過用不同型別的材料(包括你的手)摩擦塑膠來使其帶電。 哪種材料使碎片跳舞的時間最長?

  • 額外步驟: 取出紙屑、泡沫塑膠、米飯或五彩紙屑,並在塑膠下撒上不同型別的材料。 重複塑膠帶電的過程。 這些新碎片比之前的碎片更活躍嗎? 哪些碎片最活躍? 為什麼?

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觀察與結果
塑膠和小碎片最初都是電中性的。 也就是說,它們具有大致相等數量的質子和電子。 當你用羊毛布摩擦塑膠時,羊毛將負電荷(電子)轉移到塑膠上,使其帶負電荷。
 
這些負電荷使碎片極化,使紙、泡沫塑膠、米飯或五彩紙屑的一側帶正電,另一側帶負電,將正電荷吸引到碎片的頂部,並將負電荷推開,推到底部。 負塑膠和集中在碎片頂部的正電荷之間的吸引力使它們“跳”到塑膠的底面。
 
但是,當碎片實際接觸塑膠時,塑膠的一些負電荷會流到碎片上。 因為整個碎片最初是中性的,所以現在碎片具有過量的負電荷。 帶負電荷的碎片和帶負電荷的塑膠現在彼此排斥,這導致它“跳”回桌子上。
 
隨著碎片上過量的負電荷慢慢消散到桌面或空氣中,碎片再次變為中性,並準備再次跳到塑膠上,使這組碎片看起來像在跳舞。 隨著時間的推移,塑膠的負電荷會消散——直到你再次摩擦它來重新充電!
 
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本活動由探索館合作呈現

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