Khoa học tĩnh điện - Anuradha Bhagwat

View full lesson: http://ed.ted.com/lessons/the-science-of-static-electricity-anuradha-bhagwat

We’ve all had the experience: you’re walking across a soft carpet, you reach for the doorknob and … ZAP. But what causes this trademark jolt of static electricity? Anuradha Bhagwat sheds light on the phenomenon by examining the nature of matter.

Lesson by Anuradha Bhagwat, animation by Artrake Studio.

Nó có thể xảy ra không báo trước
vào bất cứ thời điểm nào.

Bạn đang đi trên 1 tấm thảm mềm
và với tay đến nắm đấm cửa

đột nhiên...xoẹt!

Để hiển về sự tĩnh điện,

chúng ta phải tìm hiểu về
bản chất của mọi vật.

Vật chất được cấu thành từ nguyên tử

nguyên tử gồm có 3 loại hạt nhỏ:

electron mang điện tích âm,

proton mang điện tích dương,

và hạt neutron không mang điện tích.

Thường thì, số hạt electron và proton
trong nguyên tử luôn cân bằng nhau,

đó là lí do vì sao mọi vật
đều cân bằng điện tích.

Những electrons rất nhỏ
và có trọng lượng không đáng kể,

và cọ xát, ma sát có thể vô tình
cung cấp cho electrons

vừa đủ năng lượng để chúng tách
khỏi nguyên tử và tấn công nguyên tử khác

"di cư" giữa những bề mặt khác nhau.

Khi chuyện này xảy ra,

vật ban đầu còn lại
nhiều protons hơn electrons

sẽ mang điện tích dương,

trong khi vật có nhiều electron
mới chuyển đến sẽ mang điện tích âm.

Trường hợp này gọi là
Mất Cân Bằng Điện Tích,

hay "mạng phân bố tĩnh điện".

Nhưng tự nhiên luôn hướng đến sự cân bằng,

nên khi 2 vật mang điện trái dấu
gặp nhau

những electron tự do
sẽ nắm lấy cơ hội đầu tiên mà nó có

để tới được nơi cần nó nhất,

hoặc nhảy khỏi vật
đang mang điện tích âm,

hoặc nhảy vào vật
đang mang điện tích dương

để cố gắng khôi phục
lại trạng thái cân bằng điện tích ban đầu.

Sự dịch chuyển nhanh chóng đó,
được gọi là Xả Tĩnh Điện,

khiến ta nhìn thấy
tia điện xoẹt.

Quá trình này không xảy ra
với tất cả mọi vật.

Không thì lúc nào bạn cũng bị
điện giật mất.

Chất dẫn điện như kim loại hay nước muối

có liên kết electron yếu ở
lớp ngoài cùng của nguyên tử

những electron này dễ
bật ra khỏi nguyên tử.

Mặt khác, những vật liệu cách điện
như nhựa, cao su và kính

các electrons lớp ngoài liên kết chặt hơn
nên không dễ dàng nhảy sang nguyên tử khác

Sự tích tụ điện năng thường xảy ra

khi có một vật liệu đóng vai trò
vật cách điện.

Khi bạn đi trên thảm,

electrons từ cơ thể bạn
sẽ nhảy sang thảm,

trong khi chiếc thảm bằng len cách điện
sẽ chống lại việc mất electrons.

Mặc dù tính tổng thì cơ thể bạn
và chiếc thảm vẫn trung hòa điện tích,

nhưng đã có một điện tích
phân cực giữa bạn và chiếc thảm.

Và khi bạn chạm nắm cửa,

xoẹt!

Kim loại từ nắm cửa đã truyền
electrons liên kết yếu qua tay bạn

để thay thế cho electrons
mà cơ thể bạn bị mất.

Khi chuyện này xảy ra trong phòng ngủ,
thì chỉ là chút phiền toái.

Nhưng khi ở ngoài tự nhiên,

sự tĩnh điện là nỗi khiếp sợ,
là lực lượng phá hoại của thiên nhiên.

Trong vài điều kiện cụ thể,
phân bố tĩnh điện sẽ xảy với mây.

Chúng ta chưa biết
chính xác nó xảy ra như thế nào.

Chắc rằng nó phải xảy ra nhờ vòng
tuần hoàn nước

và những hạt băng ở bên trong
những đám mây.

Nhưng dù thế nào, sự Mất Cân Bằng
Điện Tích bị trung hòa

bằng việc truyền sang
vật thể khác

như tòa nhà,

mặt đất,

hoặc vào những đám mây để tạo thành
tia sáng lớn mà ta vẫn thường gọi là SÉT.

Và như việc những ngón tay của bạn có thể
bị giật vài lần tại cùng một điểm,

tốt nhất bạn nên tin rằng Sét có thể
đánh cùng một nơi nhiều lần.