Sin dai tempi antichi, è noto che dopo l'attrito, i piccoli oggetti vengono attratti l'un l'altro o, al contrario, vengono respinti. Secoli fa, gli scienziati hanno scoperto che le cariche elettriche erano responsabili. Ma i fisici continuano a discutere sul motivo per cui i corpi di sfregamento vengono caricati. Ma di recente, gli esperti hanno finalmente trovato la risposta.
La nuova versione, in ottimo accordo con i dati sperimentali, è descritta in un articolo scientifico accettato per la pubblicazione sulla rivista Physical Review Letters. Nel frattempo, puoi familiarizzare con il suo prestampa. La ricerca è stata condotta da Laurence Marks della Northwestern University negli Stati Uniti.
La prima menzione dell'elettrificazione per attrito è associata al nome dell'antico filosofo greco Talete di Mileto, vissuto nel VII-VI secolo a. C. Notò che la pelliccia, strofinata con un bastoncino d'ambra, attira granelli di polvere. A proposito, l'antica parola greca "elettrone" (ἤλεκτρον) significa letteralmente "ambra".
Fino ad ora, i fisici non sono stati in grado di stabilire in modo affidabile quale meccanismo ci sia dietro l'elettrificazione per attrito, chiamato anche effetto triboelettrico nei circoli scientifici.
La nuova teoria lo collega all'effetto flessoelettrico. Questo fenomeno si verifica quando un dielettrico è soggetto a deformazione irregolare (ovvero, il grado di deformazione varia da punto a punto), in esso si verifica una differenza di potenziale. Ciò è dovuto al fatto che le cariche elettriche vengono ridistribuite all'interno della sostanza.
Nel frattempo, anche le superfici più lisce su scala nanometrica sono un caos inimmaginabile di "catene montuose" e "depressioni". Quando vengono strofinate, queste minuscole irregolarità si deformano, il che dovrebbe provocare un effetto flessoelettrico.
Secondo i calcoli degli autori, si verifica una differenza di potenziale di ± 1-10 volt. Questo è sufficiente per fornire l'elettrificazione per attrito.
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Il modello è in buon accordo con diversi tipi di risultati sperimentali. Quindi, spiega perché gli oggetti si caricano per attrito, anche se sono fatti dello stesso materiale. Anche la distribuzione non uniforme della carica triboelettrica diventa evidente. Inoltre, la teoria prevede perfettamente i risultati delle misurazioni della densità di carica superficiale.
Aggiungiamo che questa scoperta promette vantaggi pratici. Pertanto, l'elettrificazione per attrito viene utilizzata in una varietà di dispositivi. E in altri casi, al contrario, deve essere prevenuto, perché una scintilla scivolata può provocare un incendio. Una comprensione più profonda della natura dell'effetto consentirà agli ingegneri di utilizzarlo in modo più efficace o, al contrario, di eliminarlo.
E, naturalmente, è bello sapere perché il tuo amato gatto emette scintille (anche se è possibile che questa sia ancora un'antica magia felina).
Anatoly Glyantsev
