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静電気は原子が持つ電磁気力が要因の物理現象

 前項で、布切れで琥珀やプラスチックを擦ると、その熱エネルギーで琥珀やプラスチックがマイナスに帯電することを述べた。これはいわゆる「静電気」である。

 プラスチック製の下敷きを布などで擦って、頭の上に持っていくと、髪の毛が下敷きの方に吸い寄せられて上に立ってしまう現象を楽しんだ(?)ことがある方々も多いと思う。

 これは簡単に実験できる。

 人間を実験台にするのは不適切なので、代わりにティッシュペーパーを採用してみた:

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 このようにティッシュペーパーは、帯電したプラスチック板に持ち上げられている。

 ティッシュペーパーは、元々帯電していない。それは、プラス状態になっている原子とマイナス状態になっている原子がティッシュペーパー内に均等に分散しているために、見かけ上はプラスとマイナスが打ち消し合い、原子が持つ電磁気力を発揮する状態にないからである。

 ところが、帯電したプラスチック板を近づけることで、外部エネルギーがティッシュペーパーに加わる状態になり、プラス状態になっている原子核が引き寄せられる電磁気力が発生するのである。

 一方で、マイナスとマイナスは反発するため、マイナス状態の原子はプラスチック板から離れた場所に移動し、この現象に拍車をかける状態になる。プラスとプラスも反発する。ちょうど、磁石でもN極とN極、S極とS極は反発するが、N極とS極が引き寄せ合うのと同じである。



 ティッシュペーパーに限らず、全ての物質は原子の組み合わせで成り立っているわけなのだから、どのような物質でもこのような現象は起き得る。

 この現象を特に「静電誘導」と言う。

 電気機器は、このような電気の性質を積極的に利用しており、鉱石ラジオ(ゲルマラジオ)をはじめとするあらゆるラジオ・テレビジョン受像機・無線機器なども例外はない。



 上記画像では、先の尖った部分が一番上に引っ張られているが、これは空気が電気をすこぶる通しにくいからである。

 電気を通しにくい物質が間にあると、先の細い部分や尖った部分に電気が集中し、一気に流そうとする力が働く。

 このような現象で、比較的身近で且つ巨大スケールなのが、落雷である:

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右側の画像のような例は滅多に無いだろうが、一気に巨大な数の自由電子が流れるため、落雷の直撃を受けるとその巨大なエネルギーで直ちに生命を奪われることも多い。左側の画像では、先の尖ったものへ落雷している様子が判る。

 そして、規模のすこぶる小さい落雷(?)が、静電気の「パチパチ」と「電気ショック」という訳である。

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