Kopš seniem laikiem ir zināms, ka pēc berzes mazie objekti tiek piesaistīti viens otram vai, gluži pretēji, tiek atgrūsti. Pirms gadsimtiem zinātnieki atklāja, ka elektriskie lādiņi ir atbildīgi. Bet fiziķi joprojām strīdas par to, kāpēc berzes ķermeņi tiek uzlādēti. Bet nesen eksperti beidzot ir atraduši atbildi.
Jaunā versija, kas lieliski saskan ar eksperimentālajiem datiem, ir aprakstīta zinātniskā rakstā, kas pieņemts publicēšanai žurnālā Physical Review Letters. Pa to laiku jūs varat iepazīties ar tā pirmsdruku. Pētījumu vadīja Laurence Markss no Ziemeļrietumu universitātes Amerikas Savienotajās Valstīs.
Pirmais elektrifikācijas ar berzi pieminējums ir saistīts ar seno grieķu filozofa Thales of Miletus vārdu, kurš dzīvoja 7.-6. Gadsimtā pirms mūsu ēras. Viņš ievēroja, ka kažokādas, kas noberztas ar dzintara nūju, piesaista putekļu plankumus. Starp citu, sengrieķu vārds “elektrons” (ἤλεκτρον) burtiski nozīmē “dzintars”.
Līdz šim fiziķi nav spējuši ticami noteikt, kāds mehānisms atrodas aiz elektrifikācijas ar berzi, zinātniskajās aprindās to sauc arī par triboelektrisko efektu.
Jaunā teorija to sasaista ar fleksoelektrisko efektu. Šī parādība rodas, ja dielektriķis tiek pakļauts nevienmērīgai deformācijai (tas ir, deformācijas pakāpe mainās no punkta uz punktu), tajā rodas potenciāla atšķirība. Tas ir saistīts ar faktu, ka vielas iekšienē tiek pārdalīti elektriskie lādiņi.
Tikmēr pat vienmērīgākās virsmas nanoskalā ir neiedomājams "kalnu grēdu" un "ieplaku" haoss. Berzējot, šie sīkie nelīdzenumi deformējas, kam vajadzētu izraisīt fleksoelektrisko efektu.
Pēc autoru aprēķiniem rodas potenciāla starpība ± 1-10 volti. Tas ir pietiekami, lai nodrošinātu elektrifikāciju ar berzi.
Reklāmas video:
Modelis labi saskan ar vairākiem eksperimentālo rezultātu veidiem. Viņa paskaidro, kāpēc priekšmetus uzlādē ar berzi, pat ja tie ir izgatavoti no tā paša materiāla. Kļūst skaidrs arī nevienmērīgais triboelektriskā lādiņa sadalījums. Turklāt teorija lieliski prognozē virsmas lādiņa blīvuma mērījumu rezultātus.
Mēs piebilstam, ka šis atklājums sola praktiskus ieguvumus. Tādējādi elektrifikācija ar berzes palīdzību tiek izmantota dažādās ierīcēs. Un citos gadījumos, gluži pretēji, tas ir jānovērš, jo izslīdējusi dzirkstele var izraisīt ugunsgrēku. Dziļāka izpratne par efekta raksturu ļaus inženieriem to efektīvāk izmantot vai, tieši otrādi, atbrīvoties no tā.
Un, protams, ir patīkami zināt, kāpēc tavs mīļais kaķis izlaiž dzirksteles (lai gan iespējams, ka šī joprojām ir senā kaķu maģija).
Anatolijs Glyantsevs