Chào em, một câu hỏi rất hay và thú vị! Hiện tượng nhiễm điện có ở khắp mọi nơi trong cuộc sống của chúng ta. Với vai trò là một giáo viên Vật lý, thầy/cô sẽ giúp em giải thích 5 hiện tượng tiêu biểu một cách chi tiết, dễ hiểu, bám sát kiến thức trong sách giáo khoa Vật lý lớp 7 nhé.

Trước tiên, chúng ta cần nhớ lại kiến thức cốt lõi:

Lý thuyết cơ bản:
1. Bình thường, mọi vật đều trung hòa về điện (tổng các điện tích dương và âm bằng nhau).
2. Khi hai vật cọ xát với nhau, các electron (mang điện tích âm) có thể di chuyển từ vật này sang vật kia.
– Vật bị mất electron sẽ nhiễm điện dương.
– Vật nhận thêm electron sẽ nhiễm điện âm.
3. Vật bị nhiễm điện có khả năng hút các vật nhẹ khác (như mẩu giấy, sợi tóc) hoặc hút các vật nhiễm điện trái dấu và đẩy các vật nhiễm điện cùng dấu.

Bây giờ, chúng ta sẽ áp dụng kiến thức này để giải thích 5 hiện tượng thực tế.

—

HIỆN TƯỢNG 1: Lược nhựa hút các mẩu giấy vụn sau khi chải tóc khô

Giải thích:
Bước 1: Khi ta dùng lược nhựa chải lên tóc khô, đã có sự cọ xát giữa lược nhựa và tóc.

Bước 2: Do sự cọ xát này, một số electron đã di chuyển từ tóc sang lược nhựa.

Bước 3: Kết quả là lược nhựa nhận thêm electron nên bị nhiễm điện âm, còn tóc bị mất electron nên nhiễm điện dương.

Bước 4: Vì lược nhựa đã bị nhiễm điện, nên nó có khả năng hút các vật nhẹ và trung hòa về điện như các mẩu giấy vụn. Đây chính là lý do ta thấy lược hút được giấy.

HIỆN TƯỢNG 2: Vào mùa đông hanh khô, khi cởi áo len, ta thường nghe tiếng lách tách và thấy tóc bị kéo theo áo

Giải thích:
Bước 1: Trong suốt quá trình mặc áo và cử động, áo len (hoặc các loại áo sợi tổng hợp) đã cọ xát liên tục với cơ thể và các lớp áo khác bên trong.

Bước 2: Sự cọ xát này làm cho cả áo len và cơ thể chúng ta đều bị nhiễm điện. Giả sử áo len nhận electron thì nó sẽ nhiễm điện âm, còn cơ thể chúng ta mất electron sẽ nhiễm điện dương (hoặc ngược lại tùy vào chất liệu).

Bước 3: Khi ta cởi áo, khoảng cách giữa áo và cơ thể thay đổi đột ngột. Các điện tích trái dấu trên áo và trên người hút nhau mạnh, gây ra hiện tượng phóng điện nhỏ giữa chúng. Tiếng “lách tách” chính là âm thanh của các tia lửa điện nhỏ này. Tóc của chúng ta cũng bị nhiễm điện nên bị áo hút và kéo theo.

HIỆN TƯỢNG 3: Tóc bị dựng đứng lên sau khi đội mũ len và cởi ra

Giải thích:
Bước 1: Tương tự như hiện tượng chải tóc, khi mũ len cọ xát với tóc, các electron sẽ di chuyển.

Bước 2: Trong trường hợp này, các sợi tóc của chúng ta thường có xu hướng bị mất electron và nhiễm điện dương.

Bước 3: Tất cả các sợi tóc trên đầu lúc này đều nhiễm điện cùng dấu (cùng là điện dương).

Bước 4: Theo nguyên tắc, các vật nhiễm điện cùng dấu thì đẩy nhau. Vì vậy, các sợi tóc đẩy nhau ra xa, khiến chúng dựng đứng lên một cách “kỳ lạ”.

HIỆN TƯỢNG 4: Bị giật điện nhẹ khi chạm tay vào tay nắm cửa bằng kim loại vào mùa khô

Giải thích:
Bước 1: Khi chúng ta đi lại trong phòng (đặc biệt là đi trên thảm), cơ thể chúng ta liên tục cọ xát với quần áo, giày dép cọ xát với sàn nhà.

Bước 2: Sự cọ xát này làm cho cơ thể chúng ta bị tích điện (giống như một vật nhiễm điện khổng lồ).

Bước 3: Tay nắm cửa là vật bằng kim loại, dẫn điện rất tốt và thường được nối với đất (trung hòa về điện).

Bước 4: Khi tay ta (đang bị tích điện) đến gần tay nắm cửa, các điện tích đã tích tụ trên người sẽ “nhảy” từ tay ta sang tay nắm cửa để trở về trạng thái trung hòa. Sự phóng điện này xảy ra rất nhanh, tạo thành một tia lửa điện nhỏ mà mắt thường có thể không thấy, gây ra cảm giác giật nhẹ ở đầu ngón tay.

HIỆN TƯỢNG 5: Sấm sét trong tự nhiên

Giải thích:
Đây là một hiện tượng nhiễm điện ở quy mô cực lớn.

Bước 1: Bên trong các đám mây dông, các luồng không khí chuyển động rất mạnh, khiến các giọt nước và tinh thể băng nhỏ liên tục cọ xát vào nhau.

Bước 2: Sự cọ xát dữ dội này làm các đám mây bị nhiễm điện. Thông thường, phần phía trên của đám mây sẽ tích điện dương, còn phần phía dưới tích điện âm.

Bước 3: Khi lượng điện tích âm ở đáy đám mây tích tụ đủ lớn, nó sẽ tạo ra một sự chênh lệch điện thế khổng lồ giữa đám mây và mặt đất (hoặc một đám mây khác).

Bước 4: Để cân bằng lại, một dòng điện khổng lồ (các electron) sẽ phóng từ đám mây xuống đất. Tia lửa điện khổng lồ này chính là tia sét mà chúng ta nhìn thấy, kèm theo tiếng sấm do không khí bị giãn nở đột ngột.

—

Hy vọng với 5 ví dụ và cách giải thích chi tiết trên, em đã hiểu rõ hơn về hiện tượng nhiễm điện do cọ xát và có thể tự tin giải thích các hiện tượng tương tự khác. Đây là một phần kiến thức rất thực tế và lý thú của môn Vật lý.

Chúc em học tốt nhé