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向电子得失理论提出挑战

2013-07-15 01:12

向电子得失理论提出挑战

因为实验事实证明相同物质之间相互摩擦，不但能够起电，而且只产生同性电荷。这种普遍存在的实验事实与电子得失理论相矛盾。下面介绍的实验方法，只要我们动手做，人人都可以发现这种新奇的实验现象。

相同物质摩擦产生同性电荷实验得到证实
周 江 华
（河北省秦皇岛市秦皇小区 62—3—11 邮政信箱 邮编：066000）
摘 要
本文介绍了摩擦起电实验中发现的一种新现象，相同物质摩擦同样起电，且只产生同性电荷，有些物质产生同性正电荷，有些物质产生同性负电荷。这种实验事实与电子得失理论相矛盾。
关键词：相同物质、相互摩擦、产生、同性电荷。

一、 引言
在以往摩擦起电实验中，我们都采用各种各样不同物质进行摩擦，因为电子得失理论限定了我们对相同物质摩擦起电现象的研究。常规理论是针对不同物质摩擦起电现象的研究，并从不同物质之间摩擦起电产生异性电荷的现象中，归纳出电子得失理论，使电子得失理论成为静电学经典基础理论。受电子得失理论的影响，对于相同物质相互摩擦是否能够起电，以及产生什么样电荷一直是静电研究的空白。

二、相同物质相互摩擦起电现象
在现实生活中，我们可能注意到这样一种现象，相同物质之间相互摩擦同样可以起电。当我们在干燥的季节脱晴纶、化纤毛衣时，经常会发现毛衣起电现象，在黑夜里甚至还会看到静电火花，同时伴有噼啪声响。对于相同物质之间相互摩擦是否能够起电？我们只要动手实验便很容易
发现这种现象：例如：用一些容易摩擦起电的材料，如：薄塑料袋、塑料尺、丝绸、泡
沫板等，分别一分为二，使相同物质相互摩擦，两个摩擦面就可以吸引香烟烟灰、毛发等小屑（实验时戴绝缘手套）。这些现象说明相同物质之间相互摩擦都发生了起电现象。当然这些摩擦起电实验需要在干燥季节的干燥天气环境中进行。

三、实验过程与检测 （科教作文网http://zw.ΝsΕac.cOM编辑）
面对大量相同物质相互摩擦起电现象，我进行了进一步的研究，经测定发现，产生的是同性电荷。有些材料产生的是同性正电荷，而有些材料产生的是同性负电荷。这些实验事实只要我们动手去做，很容易重复验证：
1、 实验仪器及材料
（1）玻璃箱一个：长×宽×高=55cm×55cm×55cm ，一側有两个开口，便于手臂伸入（实验不在玻璃箱体内做可得到同样实验结果）。（2）普通细线绳：长20 cm ，12条。（3）塑料透明胶布：长×宽=1cm×1cm，24片。（4）橡胶绝缘手套：2付。（5）新丝绸：长×宽
=10cm×10cm，2片；（6）新塑料薄膜：长×宽=10cm×10cm，2片。（7）新泡沫板：长×宽=10cm×10cm，2片，（8）玻璃棒：一根。（9）橡胶棒：一根。（10）毛皮：一块。（11）丝绸：一条。
2、 实验步骤
（1）将两条线绳的一端用透明胶布粘接在一片丝绸的非摩擦面的两个角上（相距8cm），将两条线绳另一端（相距8cm）与玻璃箱内顶粘接，另一片丝绸同样粘接，并使两片丝绸分别悬挂在玻璃箱体内，设定两片悬挂着的丝绸间距为5 cm 。
（2）从玻璃箱一側两个开口处伸入手臂，戴绝缘手套用力摩擦两个丝绸片50次，放手观察。发现两片丝绸相互排斥间距达20cm以上，说明两片丝绸带电，且带同性电荷。
3、 电荷性检测
用丝绸与玻璃棒摩擦，将带正电荷的玻璃棒伸入箱内，当接近丝绸时，发现两片丝绸均与玻璃棒相斥，说明丝绸已带正电荷。采用上述同样方法实验和检测：两片新泡沫板摩擦产生同性正电荷；两片新塑料薄膜摩擦产生同性负电荷（用带负电荷的橡胶棒伸入箱内检测得出的结果，如图片：1、2、3、4）。在作塑料薄膜摩擦起电时应注意：两片塑料薄膜之间用力摩擦后会由于生热而粘连，但只要将其分开，就可以马上看到塑料薄膜之间由于产生同性电荷而出现强烈相斥现象，不用力摩擦不会出现粘连现象，但同样会出现由于产生同性电荷而

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出现的相斥现象。上述实验不在玻璃箱体内做可得到同样实验结果，在玻璃箱体内作实验目的是为防止流动空气对观察实验结果的影响。图片略
图片1：两片塑料薄膜摩擦前状态
图片2：相互摩擦两片塑料薄膜
图片3：两片塑料薄膜摩擦起电后状态
图片4：用带负电荷的橡胶棒检测两片带同性负电荷塑料薄膜时的状态

4、注意事项
在重复上述实验时应特别注意的是：（1）选材问题，相同物质的选取，只需使用相对相同（世界上找不到决对相同的物质）容易摩擦起电的物质就可以，尽可能选用新的没有污染过的各种容易摩擦起电的轻质材料，分别在每一块（同一块）材料上各裁剪下两片作为实验材料，以尽可能保证相同物质实验材料的相同性，尺寸采用边长为10cm或与手掌大小相同的正方形为宜。在实验中如果发现所谓相同材料之间相互摩擦产生了异性电荷，可以断定我们相互摩擦的所谓相同材料够不上相同材料的标准，其中可能有一块材料受到污染或材质含量各不相同，达不到相同物质的相同性实验要求。只要我们选用容易发生摩擦起电的物质，尽可能保证了相同物质的相同性，就很容易重复验证相同物质摩擦产生同性电荷实验事实。（2）在重复上述实验时还需要注意的是：戴干燥的绝缘手套。（3）若在自然条件下做实验需要在干燥季节（最好在春季、秋季、冬季作实验）的干燥天气(注意：不要在雨天或雨后天气作
实验)环境中进行。(4)一个特别值得注意的现象，相同物质在作摩擦起电时初次摩擦产生同性电荷能力非常强，出现相互排斥现象非常明显。而当再次或多次摩擦产生同性电荷强度则明显下降，有时甚至不发生起电现象，需要相同物质在自然条件下恢复一段时间后，其产生同性电荷强度就可恢复如初。

四、实验分析
对绝缘手套带电性的检测
 相同物质相互摩擦产生同性电荷，是否是一种假象，是否在摩擦过程中与手套发生了电子转移？针对这种认识，我做了如下实验，答案是否定的，验证实验是这样进行的：两个人分别戴绝缘手套，分别同时摩擦悬挂的两片丝绸和两片塑料薄膜，使两种相同物质分别摩擦起电。已知丝绸与丝绸摩擦产生的是同性正电荷，依电子得失理论，绝缘手套应带负电荷，假若用摩擦丝绸的绝缘手套接近带有负电荷的塑料薄膜（用细线悬挂着）时产生相互排斥现
象，可以说明摩擦过丝绸的绝缘手套带的电荷与带正电荷的丝绸是相反的负电荷。但是实验结果却表现为相互吸引现象，表明绝缘手套上没有带负电荷。不仅如此，当绝缘手套接近香烟烟灰、毛发等小屑时，没有发现吸引现象，说明绝缘手套没有带电荷。已知塑料薄膜相互摩擦产生的是同性负电荷，可采用同样方法检测摩擦塑料薄膜后的绝缘手套是否带正电荷，当接近悬挂带有正电荷的丝绸时发现相互吸引现象，实验事实说明摩擦过塑料薄膜的绝缘手套没有带正电荷。当绝缘手套接近香烟烟灰、毛发等小屑时，没有发现吸引现象，说明绝缘手套没有带电荷。这些实验事实充分说明：相同物质相互摩擦产生同性电荷的现象不是在摩擦起电过程中，通过手持摩擦体的绝缘手套产生相反电荷，而使相同物质摩擦产生了同性电荷。在摩擦起电过程中手套没有和摩擦体发生电子得失，相同物质之间相互摩擦起电产生同性电荷现象与手持摩擦体的绝缘手套电荷性无关。
2、空气对实验影响的检测
关于相同物质之间摩擦产生同性电荷实验现象，是否能从电子得失理论的另外一个角度寻找答案呢？假如说相同物质相互摩擦只是相同物质与空气摩擦发生电子得失而产生的起电现象，并非是相同物质本身相互摩擦发生的摩擦起电现象。下面实验验证了相同物质之间摩擦起电现象，并非是物质与空气摩擦（物质与空气之间得失电子）发生的起电现象，而是相同物质本身相互摩擦发生的起电（产生同性电荷）现象。验证实验如下： 您可以访问中国科教评价网（www.NsEac.com）查看更多相关的文章。
双手戴绝缘手套拿两片丝绸非接触式在空气中快速晃动50次，其晃动方式与两片丝绸接触摩擦时的方式速度相同，只是不让两片丝绸相互接触不造成丝绸与丝绸之间摩擦，停止后观察，两片丝绸没有出现相斥效应，没有发现起电现象。而当用上述方法使丝绸接触摩擦50次，两片丝绸则产生强烈相互排斥起电现象。这个实验虽然简单，但说明了物质与空气摩擦没有发生明显起电现象，而当相同物质接触摩擦则发生了明显的强烈（相互排斥）起电现象。
实验事实充分说明相同物质摩擦产生同性电荷的起电现象，不是相同物质与空气摩擦发生电子得失而产生的起电现象，而是相同物质本身相互摩擦发生的摩擦起电现象。在传统电子得失理论中不同物质之间摩擦起电实验，是在空气中进行的，被认为空气与摩擦体没有发生电子得失，无须考虑空气因素，是物质之间本身摩擦得到的实验结果。同样道理相同物质摩擦同样是物质之间本身摩擦得到的实验结果，也无须考虑空气因素。相同物质摩擦产生同性电荷和不同物质摩擦产生异性电荷，其实验外部条件完全一样都是在空气中进行的，空气对相同物质摩擦和对不同物质摩擦得到的实验结果影响应当是相同的。既然空气对不同物质摩擦产生异性电荷没有影响，那么空气对相同物质摩擦产生同性电荷同样也应该没有影响，相同物质摩擦和不同物质摩擦，其摩擦的主体都是物质之间进行的摩擦，反应的都是物质相互摩擦得到的实验结果。在相同物质摩擦产生同性电荷实验事实面前，我们不应该再以电子得失理论为准绳，而应当实事求是深入研究相同物质摩擦产生同性电荷实验现象，积极探讨和寻求全部静电效应新的理论解释途径。
二、 结论

在以往的实验中，我们只注重不同物质之间摩擦产生异性电荷现象，并没有注意到相同物质之间摩擦产生同性电荷现象，原因是电子得失理论束缚了我们的思想。根据电子得失理论，物质之间摩擦起电，是物质之间得到或失去电子而发生的摩擦起电现象，根据这种固定模式，我们始终都在做不同物质之间的摩擦起电实验，束缚着人们对相同物质之间摩擦起电的发现和研究。使相同物质摩擦产生同性电荷这种极其容易发现的事实始终没有被人们认识，使得相同物质摩擦产生同性电荷客观存在的静电起电事实，这种最基本最简单的自然规律没有被我们发现和研究。相同物质之间相互摩擦产生同性电荷，包括产生同性正电荷和产生同性负电荷的起电现象不是在特殊环境下发生，也不是单单某一种特殊物质发生的特别现象，而是物质（指摩擦起电的物质）普遍存在的客观规律。今天我们应重新审视电子得失理论的适用性，因为相同物质之间相互摩擦产生同性电荷的起电现象无法用电子得失理论来解释。对待相同物质之间摩擦起电产生同性电荷的研究不应该以电子得失理论为准绳，而应以实验事实为根据，应实事求是对待这种客观存在的现象。在人类追求科学真理的道路上，任何理论都应以实验事实为依据加以修正，实事求是的探讨和寻求解释全部静电效应的新理论 。随着相同物质摩擦产生同性电荷实验现象的发现和深入研究 ，为我们探索自然科学真理提供了新的契机（3）。

主要参考文献

1、 周江华，物质世界由两种基本类型物性构成新理论，中国物理学会、中国光学会、中国化学会、中国晶体学会联合召开的“纪念伦琴发现Ｘ射线100周年会议”暨第六届中国Ｘ射线分析学术会议集。(1995年南开召开)

（转载自http://zw.nseac.coM科教作文网）

2、周江华，月球磁极存在及鉴别方法的预言 附题：物质世界由两种基本类型物性构成新理论，中国《静电》11卷1期52页-64页(1996)。
3、周江华，同种物质间摩擦都产生同性电荷实验现象与解释，中国物理学会第九届静电学术会议论文集《军戒工程学院学报》第12卷增刊（2000，8，18出版) （2000年中国人民解放军军戒工程学院召开)