質問: 静電気が起こる仕組みって? ストローをティッシュでよくこすると、ストローにはマイナスの電気が起こります。 そしてそのストローに別のストローを近付けたら退けあって、ティッシュを近付けたら引き合います。 電気の性質を確かめる実験としてこんな実験があります。 しかし、疑問に思うことがあるのです。マイナスの電気をもったストローにプラスの電気をもったティッシュをこすりつけたらプラスの電気がストローに帯びるようなイメージがするのです。どうしてティッシュをこすりつけたらストローのマイナスの電気が強くなるのでしょうか。 中学生にも分かるような説明をして下さる方いませんか? 教えてください。 お願いします。
回答: 面白い疑問ですね。 摩擦電気が発生する仕組みをちょっと詳しく書いてみます。 物質はどんなものでも、原子からなっています。そして個々の原子には+の電気を帯びた原子核と、その周囲に分布する、負の電気を帯びた電子があります。通常、原子は、原子核の+の電荷量と総電子の-の電荷量とが一致しているため、電気を帯びていないように観察されます※ さて、そんな電気的に中性な物質でも、他の物質と擦れ合うと、電子を遣り取りすることがあるのです(原子核内の+の電荷を持った粒子の遣り取りは起こりません)。 ストローもティッシュも、初めは電気を帯びていませんが、互いに擦れ合うと、ティッシュを構成していた原子が持っていた電子のいくつかが、ストローの方に移動してしまいます。もちろん、移動するのはホンの一部の電子です。電子がある程度移動してしまうと、その電荷のために、それ以上の移動が妨害され、電子の移動は止まります。ですから、通常の摩擦程度では、極端に多量の電子が移動することはありません。なお、擦り合わせる物質の組合せによって、電子がどちらからどちらに移動するかという方向に決まりがあるようです。 ストローを+に帯電したティッシュで擦ったら、ストローは+に帯電しそうですが、ティッシュに溜まった電荷量の程度では、ストローからティッシュに向かう電子の移動を妨げることはできません。ですから、+に帯電したティッシュでストローを摩擦しても、ストローはティッシュから更に電子を奪って-に帯電することでしょう。 ※物質によっては、原子が+の電気を帯びた陽イオンや-の電気を帯びた陰イオンになっていて、それらが結合している物質もあります。それでも、物質全体としては、電荷は0になっています。