Электризация тел может приводить к мозаичному распределению зарядов на их поверхности
Опубликовано: 10.10.2017
Общеизвестно, что соприкосновение или трение двух материалов приводит к появлению электрического заряда на их поверхностях. Это явление называется электризацией трением, или контактной электризацией. Длительное время считалось, что в ходе электризации одно тело заряжается однородно положительно, а другое — однородно отрицательно. Ученые из США продемонстрировали некорректность данного утверждения на примере полимерных соединений-диэлектриков. Проведенные ими эксперименты установили, что контакт этих веществ приводит к появлению на их поверхности мозаики из наноскопических областей, имеющих разные по знаку заряды.
При соприкосновении двух тел или их трении они, будучи до этого электронейтральными, приобретают, соответственно, положительный и отрицательный электрический заряд, который равномерно распределяется по их поверхности (рис. 1). В школьном курсе физики это явление называют электризацией трением, или контактной электризацией.
Хотя явление электризации известно с древних времен (первым процесс электризации описал Фалес Милетский ), не всё с ним ясно и поныне. Условно эту физическую проблему можно разделить на три части: электризация металлом металла, диэлектрика металлом и диэлектрика диэлектриком. Для первой комбинации веществ процесс электризации хорошо изучен и понят: распределение зарядов идет до тех пор, пока не выровняются уровни Ферми двух металлов, причем положительно (отрицательно) заряжается то вещество, у которого уровень Ферми выше (ниже). Это явление в физике более известно как возникновение контактной разности потенциалов.