為什麼我們的身體會帶靜電?如何正確防止靜電攻擊?
門把手、水龍頭、碰到另外一個人……一到冬天被靜電擊中是常有的事。但是靜電到底是什麼呢,為什麼它會擊中我們,我們又要如何才能防止那猝不及防地電擊呢?
什麼是靜電?
要了解靜電,我們必須了解物質的組成要素:原子。
每個原子的中心都有一個很重的原子核,還有幾個圍繞原子核旋轉的亞原子,被稱為電子,而原子核本身是由質子和中子兩種亞原子粒子構成。
所有亞原子粒子都具有固有的物理特性,例如質量、自旋和電荷,當我們談論靜電時,發揮作用的就是亞原子粒子的電荷。
電荷要麼是正電荷,要麼是負電荷,每個電子都帶負電荷,而每個質子都帶正電荷。
在正常情況下,一個原子中的電子和質子數相等,所以原子的電荷總是為中性。
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但帶電粒子會互相施加力,稱為靜電力,相反的電荷(正電荷和負電荷)會互相吸引,而同種電荷則互相排斥。
在原子中,靜電力使電子繞著原子核運動,但是它對越遠的電子束縛能力越弱,所以離原子核最遠的電子有時會逃逸,並使得原子帶正電荷(因為這時質子多於電子),而那些獲得多餘電子的物體則帶負電荷。
這種不平衡正是我們所說的靜電。
至於為什麼電子會離開某個物體呢?
我們知道有一個簡單的方法可以產生靜電,那就是摩擦。
這是因為對於某些材料而言,少量的能量就能使其電子大量脫離原子,僅僅是簡單的摩擦力就足夠了。
當然,還有其它許多方式,都會導致電子脫離原有的物體,另外許多材料的電子也都很自由。
為什麼手會被電到?
現在,假設您的手擁有靜電,當您去觸碰帶有不同靜電荷的表面時,電子就會完成轉移——從帶負電的物體轉移到帶正電的物體上。
電子轉移的過程會形成一個微小的、短暫的電流,而這就是靜電放電,當電子在瞬間轉移電流夠強時,您會感覺到電擊。
當然,我們人體通常傾向於帶負電荷,因為人體傾向於透過摩擦來獲得電子。
另外,人體是良好的導體,我們的穿著物透過摩擦,例如你的鞋子與地面的摩擦,活動時衣物彼此之間的摩擦等等,如果獲得電子的話,也很容易轉移到人身上。
無論人體帶什麼靜電荷,當它碰到另一個導體時,會更容易靜電放電,導致我們被電擊。
這是因為導體能夠轉移電荷,特別是金屬導體,它們可以迅速地將自身的電荷重新分佈,以中和人體上的電荷。
我可以做些什麼來防止靜電衝擊?
有幾個因素會影響靜電的頻率和強度,包括個人敏感度、體型、衣服材質、溫度和空氣濕度。
靜電的電壓強度有時候可以達到上千伏,但是它持續的時間通常非常短暫,所以對人體並沒有危害,但是有些人天生對電擊十分敏感,就會覺得自己更容易被靜電影響。
另外,體型較大的人需要累積更多的電子,才能達到對應的電流,所以體型較小的人會比較容易被電擊。
這兩個因素由自身條件決定,無法被改變,我們只能改變衣服、環境,以及自己接觸的東西,來減少靜電衝擊。
首先,乾燥、寒冷的空氣會增加靜電的機率,這就是為什麼我們通常在冬天才會感受到靜電電擊。
這是因為相較於潮濕、溫暖的空氣,乾燥、寒冷的空氣是不良導體,電子更難透過空氣轉移,因此更容易在人體中累積電荷。
所以,減少靜電的第一個辦法,可以試著讓自己的身體保持濕潤,有條件的話,可以讓房間保持較好的濕度──例如使用加濕器。
除了空氣之外,人體靜電荷流失最主要的方式就是與地面接觸,所以實際上鞋底類型在產生靜電方面起著非常重要的作用,那些完全絕緣的材料——比如橡膠鞋底,就非常容易讓人體積累靜電荷。
因此第二種方法,就是改變自己的鞋底類型,盡量不要穿橡膠鞋底的鞋。
還有第三種方法,就是在口袋裡放一枚硬幣,在接觸可能被電擊的物品之前,先手拿硬幣接觸下,讓其釋放掉身體的靜電荷。