Iidsetest aegadest on teada, et pärast hõõrdumist tõmmatakse väikesed esemed üksteise külge või, vastupidi, tõrjutakse. Sajandeid tagasi avastasid teadlased, et elektrilaengud on vastutavad. Kuid füüsikud vaidlevad endiselt selle üle, miks hõõruvaid kehasid laetakse. Kuid hiljuti leidsid eksperdid lõpuks vastuse.
Uut versiooni, mis on eksperimentaalsete andmetega suurepäraselt kooskõlas, kirjeldatakse teadusartiklis, mis on heaks kiidetud avaldamiseks ajakirjas Physical Review Letters. Vahepeal saate tutvuda selle eeltrükiga. Uurimist juhtis Ameerika Ühendriikide Loodeülikooli Laurence Marks.
Hõõrdumisega elektrifitseerimise esmamainimine on seotud Vana-Kreeka filosoofi Thales of Miletus nimega, kes elas 7. – 6. Sajandil eKr. Ta märkas, et merevaikkollase pulgaga hõõrutud karusnahk meelitab tolmu. Muide, vanakreeka sõna "elektron" (ἤλεκτρον) tähendab sõna otseses mõttes "merevaiku".
Siiani pole füüsikud suutnud usaldusväärselt kindlaks teha, milline mehhanism hõõrdumisega elektrifitseerimise taga on, mida teadusringkondades nimetatakse ka triboelektriliseks efektiks.
Uus teooria seob seda fleksoelektrilise efektiga. See nähtus ilmneb siis, kui dielektrikule avaldatakse ebaühtlast deformatsiooni (see tähendab, et deformatsiooni aste varieerub punktist punkti), tekib selles potentsiaalne erinevus. See on tingitud asjaolust, et elektrilaengud jagunevad aine sees ümber.
Samal ajal on isegi nanoskaala kõige sujuvamad pinnad kujuteldamatu kaos "mäestikes" ja "süvendites". Hõõrumisel deformeeruvad need pisikesed ebakorrapärasused, mis peaksid esile kutsuma fleksoelektrilise efekti.
Autorite arvutuste kohaselt ilmneb potentsiaalse erinevus ± 1-10 volti. See on piisav hõõrdumisega elektrifitseerimise tagamiseks.
Reklaamvideo:
Mudel on heas kooskõlas mitut tüüpi katsetulemustega. Niisiis, ta selgitab, miks objektid hõõrduvad, isegi kui need on valmistatud samast materjalist. Samuti saab selgeks triboelektrilise laengu ebaühtlane jaotus. Lisaks ennustab teooria suurepäraselt pinna laengu tiheduse mõõtmise tulemusi.
Lisame, et see avastus tõotab praktilist kasu. Seega kasutatakse hõõrde abil elektrifitseerimist paljudes seadmetes. Ja muudel juhtudel tuleb vastupidi seda vältida, sest libisenud säde võib põhjustada tulekahju. Mõju olemuse sügavam mõistmine võimaldab inseneridel seda tõhusamalt kasutada või vastupidi lahti saada.
Ja muidugi on tore teada, miks teie armastatud kass laseb sädemeid (ehkki on võimalik, et see on ikkagi iidne kassimaagia).
Anatoli Glyantsev
