Wenn wir Gegenstände aneinander reiben, was bestimmt, welches Material Elektronen aufnimmt?

Zum Beispiel wissen wir, dass Glas, wenn es an Seide gerieben wird, positiv geladen wird, während die Seide negativ geladen wird.

Was genau macht Glas geeignet, um in diesem Experiment Elektronen zu verlieren? (

Ich habe das Materialwissenschafts-Tag vorgeschlagen, weil ich nicht weiß, ob dies vollständig durch die Festkörperphysik erklärt wird - Seide ist ein einzigartiges Material. Gute Frage.

Antworten (5)

Es gibt keinen einzelnen Faktor, der eindeutig bestimmt, ob ein bestimmtes Material Elektronen gewinnt oder verliert, aber eine der wichtigsten Eigenschaften ist die Elektronenaffinität eines bestimmten Materials. Wenn die Affinität eines Materials negativ ist, wird dieses Material höchstwahrscheinlich ein Empfänger von Elektronen sein. Wenn die Affinität eines Materials positiv ist, wird dieses Material höchstwahrscheinlich ein Elektronenspender sein. Hier finden Sie einen detaillierten Zeitplan, der die Beziehung zwischen der Tendenz zur Aufnahme / Abgabe von Elektronen und den Elektronenaffinitäten für eine Liste von Materialien zeigt.

Das ist keine superstrenge Rolle, es ist eher eine starke Korrelation. Der Ladungstransfer zwischen zwei Körpern hängt auch von Adhäsionsmechanismen und dem elektrochemischen Potential ab, einige Details finden Sie hier

Es sollte beachtet werden, dass selbst wenn dasselbe Material an sich selbst gerieben wird, es zu einer Ladungsverschiebung kommt (z. B. Plastikfolie), was auf eine größere Komplexität als die triboelektrische Reihe hindeutet. Ich erinnere mich, gelesen zu haben, dass einige polare Materialien unter diesen Umständen zu induzierten Elektreten werden können.

Jedes Objekt hat einen bestimmten Wert, der definiert, ob es Elektronen verliert, wenn es an einem Objekt mit einem höheren Wert reibt, und umgekehrt. Glas kann viel leichter Elektronen abgeben als andere Objekte, was es zu einem nützlichen Werkzeug für den Unterricht über statische Elektrizität macht. Elektronen werden durch das positive Gleichgewicht der Protonen an Ort und Stelle gehalten.

"Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Affinitäten zu Elektronen. Indem man eine Vielzahl von Materialien aneinander reibt und ihre resultierende Wechselwirkung mit Objekten bekannter Ladung testet, können die getesteten Materialien entsprechend ihrer Affinität zu Elektronen geordnet werden. Eine solche Anordnung von Substanzen ist bekannt als eine triboelektrische Reihe. Eine solche Anordnung für mehrere Materialien ist in der Tabelle rechts dargestellt. Materialien, die auf der Tabelle ganz oben stehen, neigen dazu, eine größere Affinität zu Elektronen zu haben als die darunter. Anschließend, wenn zwei beliebige Materialien in der Tabelle aneinander gerieben werden , kann erwartet werden, dass das höhere Material Elektronen aus dem niedrigeren Material zieht. Daher haben die Materialien, die am höchsten auf dem Tisch liegen, die größte Tendenz, die negative Ladung anzunehmen. Die darunter liegenden würden positiv geladen werden. Verbindungen:
http://www.physicsclassroom.com/class/estatics/u8l2a.cfm

Ich weiß, "Gummi hat eine viel größere Anziehungskraft für Elektronen als Tierfell." aber gibt es dafür einen rationalen grund?

Der Prozess der Ladungsübertragung zwischen zwei Objekten, indem sie in Kontakt gebracht und/oder aneinander gerieben werden, ist als triboelektrischer Effekt bekannt und ist historisch gesehen die erste aufgezeichnete Beobachtung eines elektrischen Phänomens.

Wiki-Seite zum triboelektrischen Effekt

Im Allgemeinen gibt es zu viele konkurrierende Faktoren, so dass die Vorhersagekraft gering ist.

Es hängt von der triboelektrischen Reihe ab, die lautet:

Pelz > Flanell > Wolle > Glas > Papier > Baumwolle > Seide > Holz

Das Material, das früher in der obigen Reihe erscheint, hat eine höhere Tendenz, sich positiv aufzuladen.

Wenn das wahr wäre, würde ein Gegenstand niemals am Reiben haften bleiben oder sich selbst abstoßen, dh. Plastikfolie

Elektronenaffinität des Materials. Zustand der Oberflächen der Materialien. Die Intensität des Reibens verläuft – hart oder sanft

Eine Liste ohne Erklärung ist keine Antwort.