Когда шелк натирается о стекло, происходит процесс, называемый трибоэлектрическим эффектом или трибоэлектричеством. Этот эффект связан с передачей электронов между двумя материалами в процессе их контакта и трения.
Каждое вещество имеет характерную для него склонность отдавать или принимать электроны, что определяется его позицией в трибоэлектрическом ряду. В этом ряду материалы располагаются в зависимости от их способности отдавать или принимать электроны:
- Материалы, стоящие выше в ряду (например, стекло), имеют склонность отдавать электроны.
- Материалы, стоящие ниже в ряду (например, шелк), склонны принимать электроны.
Когда шелк натирается о стекло, электроны переходят от стекла к шелку. Это связано с тем, что энергия связи электронов в атомах стекла ниже, чем в атомах шелка. В результате этого перехода:
- Стекло теряет электроны и становится заряженным положительно.
- Шелк приобретает электроны и заряжается отрицательно.
Процесс можно объяснить следующим образом:
- При трении молекулы обоих материалов находятся в тесном контакте.
- Электроны, находящиеся на поверхности стекла, получают дополнительную энергию от трения и могут преодолеть энергетический барьер, который удерживает их в стекле.
- Эти электроны перемещаются на поверхность шелка, где энергетический барьер для их удержания ниже.
Таким образом, натертый шелк получает избыточный отрицательный заряд за счет приобретения дополнительных электронов. Это приводит к тому, что шелк становится заряженным отрицательно.
Этот процесс является одним из примеров трибоэлектрического эффекта, который широко используется в различных приложениях, начиная от простых экспериментов в школьной физике и заканчивая современной электроникой и материаловедением.