互动科普

有位同学来信说：“最近我们上课刚讲到静电的内容，回家我做了摩擦塑料棒吸引纸屑的实验，结果纸屑确实能被吸到摩擦过的塑料棒上去。但老师讲被吸上去的纸屑因带上与塑料棒同性的电荷而会马上从塑料棒上落下来（同种电荷相斥），但我做的多次实验都只是纸屑一直吸附在塑料棒上并不下落，这是为什么？”

这是一个很有趣的问题，也是一个值得思考的问题。两种不同材料的物体摩擦产生静电是常见的现象，一般相关的教科书里都会讲到。两种原本不带电的物体摩擦后分别带上不同的电荷，说明一种物体中的电荷（主要是电子）转移到了另一种物体中。带上电荷的物体在周围形成电场，会吸引周围带相反电荷的物体。但是纸屑本身是不带电的，为什么也会被吸引呢？摩擦后物体不论是带正电还是带负电，对纸屑都有吸引作用，这是因为纸屑被带电物体的电场极化了。我们来看纸屑中的一个分子，如果物体带正电，那么原本中性的纸屑分子中的电子（带负电）会偏向于带电物体一侧（负电荷离得更近，正电荷离得远），这样带电物体对纸屑分子的吸引力就要大于排斥力；如果物体带负电，纸屑中的电子会向反方向运动，物体对纸屑的吸引力还是大于排斥力。所以带电体对纸屑总是表现为吸引。

纸屑是绝缘体，只是由于极化作用被吸引上来，不会轻易发生大量的电荷转移，所以被吸上去的纸屑不会马上掉下来。经过较长时间以后，由于各种原因，电荷还是会发生转移的，这时，纸屑才会掉下来。值得说明的是，不仅是纸屑可以被带电物体吸引，很多不带电的物体都可以被极化而吸引。金属也一样会被吸引，只不过金属中电子可以自由流动，一旦被吸过来接触上，电荷就会转移，吸引力也就会很快消失。

（本文发表于《科学世界》2015年第4期）