Сухие волосы встают дыбом, притягиваясь к расческе. Если в темной комнате одеялом погладить кошку по шерстке, то посыплются голубые искры. Во время летней грозы изломанные яркие полосы проскакивают между землей и облаками. Все это примеры статического электричества.
О статическом электричестве говорят тогда, когда обычные окружающие нас предметы — волосы, мех, одеяло, облака, земля - получают электрический заряд. Причем получают его на время.Чтобы понять природу этого явления, надо разобраться с поведением атомов. Мы знаем, что каждый атом имеет в центре положительно заряженное ядро. В ядре есть положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны.
Ядро окружено облаком из отрицательно заряженных электронов. Эти электроны притягиваются положительно заряженными протонами. Сила этого притяжения препятствует разрушению атома, то есть отрыву от него электронов. Надо сказать, что это очень мощная электромагнитная сила. Без нее все во Вселенной развалилось бы на беспорядочную груду частиц.
Если в ядре содержатся три протона, то в электронном облаке для уравновешивания заряда ядра должно содержаться три электрона. Таким образом, целый атом электрически нейтрален, он не несет результирующего электрического заряда. Все физические тела вокруг нас состоят из атомов, и поэтому тоже электрически нейтральны, то есть не несут никакого электрического заряда.
Искры статического электричества появляются тогда, когда тела на короткое время получают электрический заряд, то есть заряжаются. Зарядиться — означает нарушить баланс заряда атома, получив или потеряв какое - то количество электронов. Очень легко зарядить волосы, расчесывая их в сухом помещении. Расческа отбирает электроны у волос, и оба тела: расческа и волосы — заряжаются.
Причина перераспределения зарядов — трение. Сила трения возникает при плотном соприкосновении и взаимном движении двух поверхностей. Волосы и пластмассовые зубья расчески выглядят ровными и гладкими. Но если бы мы могли уменьшиться до размеров атома, то увидели бы весьма холмистый пейзаж: там и сям разбросанные нагромождения атомов. Когда волосы расчесывают, то атомные «холмы» волос цепляются за атомные «долины» зубьев расчески, и наоборот.
Статическое электричество возникает тогда, когда тела временно заряжаются.
Сила трения уменьшается во влажном помещении, потому что вода, осаждающаяся на волосах и расческе, сглаживает атомные холмы» и «овраги». Точно также трение уменьшается, если волосы жирные. Пленка жира позволяет гладко скользить зубьям расчески. Но если волосы сухие и в воздухе помещения мало водяных паров, то вот здесь - то сила трения свое покажет. Электроны при этом отрываются от волос и прилипают к атомам расчески. Электроны несут отрицательный заряд, поэтому расческа тоже заряжается отрицательно.
Сила трения увеличивается в сухом помещении.
При этом волосы теряют электроны и заряжаются положительно. А так как противоположные по знаку заряды притягиваются, то положительно заряженные волосы с надоедливым упорством липнут к отрицательно заряженной расческе. Поднимите вверх расческу, и вы увидите, как волосы послушно тянутся вслед за ней. С течением времени атомы получают недостающие электроны или избавляются от лишних и восстанавливается нормальное электрическое равновесие.