Mikä on sähköstaattisuus?

Sähköstaattisuus on tieteellinen tieteenala, johon kuuluu hitaasti liikkuvien tai jopa paikallaan olevien sähkövarausten aiheuttamien ilmiöiden tutkiminen. Tutkijat tutkivat subatomisten hiukkasten, kuten elektronien ja protonien, sähkömagneettista vuorovaikutusta, voimaa, joka pitää sähkömagneettisen kentän yhdessä. Nämä hiukkaset tuottavat sähkömagneettisia kenttiä varautumalla sähköisesti joko positiivisella tai negatiivisella varauksella. Yhtenä fysiikan neljästä perusvoimasta sähkömagneettiset voimat ovat vuorovaikutuksessa hiukkasten kanssa monin eri tavoin, mukaan lukien sähköstaattisissa reaktioissa havaitut vähäiset reaktiot.

Elektronin ja protonin välissä sähköstaattinen voima on erittäin vahva, vaikka se on heikko. Esimerkiksi vetyatomilla, joka koostuu yhdestä elektronista ja yhdestä protonista, on painovoima, joka pitää ne yhdessä. Voiman suuruusluokan mukaan niiden välinen sähköstaattinen voima on kuitenkin 1024 enemmän kuin todellinen painovoima kunkin subatomisen hiukkasen välillä. Sama pätee atomista riippumatta, koska jokainen sisältää saman määrän elektroneja ja protoneja varauksen tasapainottamiseksi.

Yhtälö tämän teorian perustamiseksi on peräisin 1780 -luvun ranskalaisesta fyysikosta nimeltä Charles Augustin de Coulomb. Työskennellessään alkeellisten sähkömagnetismia koskevien teorioiden kanssa hän määritteli voiman tason, joka tarvitaan ylläpitämään atomien yhtenäisyyttä sähkömagneettisessa voimassa varausten välisestä etäisyydestä huolimatta. Tämä tuli tunnetuksi Coulombin laki, yksi perusteorioista, jotka määrittelevät sähköstaattisen tieteen.

Tieto sähköstaattisuudesta oli tiedossa jo antiikista lähtien, kun muinaiset kreikkalaiset huomasivat, että meripihka houkutteli valopartikkeleita sen hieromisessa. Tämä sai heidät määrittelemään sanan elektroni, joka lopulta loi modernin sähkön terminologian. Nykyaikaisia ​​esimerkkejä sähköstaattisista ilmiöistä voidaan nähdä, kun henkilö hieroo kumipalloa hiuksiinsa ja kiinnittää sen toiseen esineeseen. Ilmapallo säilyttää sähköstaattisen varauksen ja vetää sen toiselle pinnalle.

Latausvaihdot tapahtuvat aina, kun kaksi pintaa joutuu kosketuksiin ja erottuvat toisistaan. Yleisin esimerkki sähköstaattisuudesta on kuitenkin materiaaleissa, jotka kestävät jonkin verran sähkövirtaa. Johtuen siitä, että varausten siirtäminen resistiiviselle pinnalle tai pinnalle säilyttää varauksensa pidemmän aikaa, mikä tekee havainnoinnista mahdollista. Nämä maksut menettävät lopulta koheesionsa ja neutraloituvat vastuuvapauden muodossa. Näin tapahtuu, kun staattinen sokki esiintyy.