接触电势

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对摩擦起电的解释

摩擦起电是一种比较复杂的现象，摩擦过程中伴随着物质间的接触和分离、

温度升高、分子的破裂、热分解、压电和热电效应等，它们都对起电产生影响。

即使同种物质，以不同的方向摩擦时，也会出现带电现象。现在对摩擦起电还存

在着一些认识不清楚的问题。

固体的带电机理可用双电层和接触电势差来说明。两种物质接触时，由于不

同原子得失电子的能力不同，外层电子的能级不同，会发生电子转移。当两种物

质紧密接触（其间距离小于0.25×10－10m）时，界面两侧会出现大小相等、符号

相反的两层电荷，称作双电层。双电层间的电势差叫做接触电势差。当双电层间

的接触电势差达到一定值后，电子的转移达到平衡。接触电势差跟物质性质和表

面状况有很大关系，固体的接触电势差为10－3～10－1V，最大为1V左右。金属

与金属、金属与绝缘物（电介质）、绝缘物与绝缘物的界面上都会出现双电层。

由于存在双电层，两个紧密接触的物体分开时，就可能带电。

摩擦可使物体间紧密接触，增大接触面积，从而增加电荷量；摩擦还使温度

升高，促进电子的转移。

影响固体带电的因素很多，两种物质摩擦时，哪个带正电，哪个带负电，首

先决定于物质的性质。科学家们用不同的物质做实验，列出了物质的带电序列表，

表中每一列的两种物质摩擦时，上面的物质带正电，下面的物质带负电。上下两

种物质相隔越远，越容易起电。摩擦起电还受周围环境条件的影响，周围温度、

湿度、气压都影响电荷量，有时还影响带电的符号。物体间的力学因素，例如摩

擦的速度、摩擦的长度、压力的大小也对所带电荷量有影响。

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材料的带电序列

测量者

巴卢

(Ballou)

赫什

(Hersh)

莱密克

(Lehmicke)

日本电气学会纤维工业

专门委员会

史密森物理学数

表

材

料

名

称

羊毛羊毛玻璃尼龙石棉

尼龙尼龙毛发人造丝兔皮

丝粘胶尼龙人造短纤维玻璃

粘胶棉羊毛棉云母

棉丝丝

油酸异丁酯10％、尼龙

90％

石英

苎麻醋酸盐粘胶的确良65％、棉35％猫皮

醋酸盐棉

Exlon(聚丙烯腈合成纤

维)

Ca、Mg、Pb

大可纶

聚乙烯

乙醇

纸艾利纶丝

奥纶大可纶硬质橡胶绦纶

A1、Mn、Zn、Cd、

Cr

聚乙烯奥纶醋酸盐

尼龙70％、油酸异丁酯

30％

棉

偏氯纶

树脂

聚氯乙

烯

奥纶维尼龙木材

第奈尔聚乙烯

尼龙50％、油酸异丁酯

50％

石蜡

维尼龙镀铬的铁软木

聚乙烯

尼龙30％、油酸异丁酯

70％

琥珀

聚四氟

乙烯

尼龙10％、油酸异丁酯

90％

硬质橡胶

油酸异丁酯Co、Ni、Cu

可耐可龙硫

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Hijex合成树脂Pt、Au

赛璐珞

印度橡胶

选自人民教育出版社高中物理选修3－1《教师教学用书》