失传多年的乾坤大挪移,竟然被我拿捏了?

作者: 荔枝 & 荷塘 & 婷子

来源: 中科院物理所

发布日期: 2022-01-22 12:09:58

本文通过描述一个关于静电吸引与排斥的实验,展示了如何利用气球和塑料袋进行有趣的科学实验,并解释了摩擦起电的原理。文章还提到了投稿和投票活动,以及一些往期热门文章的回顾。

失传多年的乾坤大挪移,竟然被我拿捏了?

正经玩原创

荔枝 & 荷塘 & 婷子

中科院物理所

2022-01-22 12:09:58

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这本武林秘籍一般人我不告诉

实验器材

所标杯、剪刀、气球、胶带、塑料袋

实验过程

首先,用气球在头发上摩擦,我们的手就有了“控球”的能力,可以把气球吸引在手掌上。同样的,用一截剪开的塑料袋在头发上摩擦,塑料袋也会被吸引到手上。然后,我们用气球靠近塑料袋,发现它会稳定地悬浮在气球上方。小心不要让气球和塑料袋靠近墙壁哦,不然会被吸在墙上。

关于静电吸引与排斥的更多有趣的现象,可以来看往期的正经玩哦。

好了,现在我们有了吸引与排斥两员大将,我们来想个办法将它们都派上用场。比如,我们在桌子上构建一个“气球平台”,然后给气球“充电”,顺便给大家拜个早年。利用气球对塑料袋的排斥将塑料袋托起,和手臂对塑料袋的吸引对塑料袋的姿态进行调控,我们就可以在气球平台的上方,对塑料袋施加魔法了。比如和塑料袋打打太极,或者试着让塑料袋垂直滚动起来。大家现在多练习练习,过年的时候就可以给亲戚朋友们露一手了。

原理解说

摩擦起电应该是大家接触的第一个电学实验啦。其原因也就是不同材料的原子核对核外电子的束缚能力不同,导致两个物体在摩擦时,一部分电子从束缚能力弱的材料转移到束缚能力强的材料上,使两个物体在摩擦后带有等量异号电荷。塑料、还有用来制作气球的乳胶分子对电子的束缚能力都要强于毛发,也便都能在摩擦后吸引负电荷从而相互排斥。

在大家尝试用单个气球托起塑料环时,受限于塑料环的高度与气球上静电荷的分布,其处于稳定平衡的空间很小,稍有扰动使塑料环偏离气球中心,便会被静电场推向一边。那么我们增加气球的数量能否改善这一现象呢?比如用两个气球去托起塑料环会发生什么?

事实上这样远远不够:两个气球的静电场叠加过后会出现类似于下图的鞍点:尽管鞍点处能限制住一个方向(两个气球连线)上的微扰,却避免不了在另一个方向(垂直于气球连线)上塑料环仍处于不稳定平衡的状态。

不过如果我们增加围成一圈的气球的数量,就可以缩减鞍点向外斜率为负的角度所占的比例,在为数不多的不稳定平衡方向,也可以用手对塑料环的吸附加以引导,使塑料环更稳定地漂浮于气球之上。

上期回顾

No.286 大寒快到了,提前想想怎么打败坚硬冻人的冰吧!

正经玩

01. 我的世界的实验分享如下:

02. 北国鸟的实验分享如下:

03. 种花兔的实验分享如下:

04. 史冬冬的实验分享如下:

投票将于1月27日零点截止,票数最多的三位粉丝将获得由重庆出版集团出版的《认识地理:探索变化的世界》一本。

对于本期实验的投稿,我们将在下期进行投票,我们将为票数最高的三位粉丝送出由天津人民出版社出版的《一只猫的存在主义思考》一本。

在这本漫画中,一只名叫“潘妮”的猫担起了故事叙述者的重任。我们将跟随潘妮的视角,观察她被人类家庭“绑架”后的有趣生活,并有幸窥见她对人类的毒舌吐槽,对自我的“精准”定义,对虚无与存在、生命与死亡、自由与安逸、快乐与悲伤的富有哲理的思考,以及时不时冒出的诡异又搞笑的行为,由此得以见识猫这一物种的清奇脑回路。

是自视甚高的傲娇女王、也是无法摆脱庸俗的屌丝;既让人忍不住白眼,又不禁拜倒在她的可爱之下——这就是潘妮。作者用画笔描绘出了一只活灵活现、个性十足的小猫。

看漫画的过程中,你会一次又一次感叹:猫可真是神奇的生物!

投稿方式

投稿时间截止到每周五晚十点。48小时没有和我们互动的用户,我们无法给您发送消息。为了防止联系不到获奖用户的现象发生,请投票最高获奖后及时联系我们。为了截取方便请尽量上传小于45秒的视频。

往期回顾

编辑:荔枝

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