إذا مشيت فوق سجادة وأنت ترتدي جواربك، فمن المحتمل جدًّا أن تشعر بصعقة كهربائية عندما تلمس مقبض الباب. هذا ما ندعوه الكهرباء الساكنة ، ولكن ما سبب هذه الظاهرة؟
أول من وصف الكهرباء الساكنة هو الفيلسوف الرياضي اليوناني طاليس من مدينة ميليتوس في القرن السادس قبل الميلاد. وقد تظن لأول وهلة أن هذا السؤال سهل، لكن العلماء يحاولون منذ عقود العثور على إجابة عن هذا السؤال البسيط.
تمكن علماء يعملون على المستوى النانوي (من النانو) من تحقيق خطوة كبيرة لمعرفة لماذا يولد حك سطحين مع بعضهما كهرباء ساكنة. مهما بدا سطح الجسم أملس، فعند تكبيره بما فيه الكفاية، فسنلاحظ وجود شذوذات فيه.
يقول كريستوفر ميزّي، وهو طالب دكتوراه في علوم المواد وهندستها في جامعة نورث وسترن في إيفانستون إلينوي، إن هذه الشذوذات هي المسؤولة عن توليد الكهرباء الساكنة.
عندما تفرك سطحين معًا، فإن شذوذاتهما تصطدم ببعضها مولدة احتكاكا، وهذا الاحتكاك يلعب دورا في توليد الكهرباء الساكنة.
أحد الأشياء الغريبة المتعلقة بالكهرباء الساكنة هي أن أسهل طريقة لتوليدها هي حك عازلين معًا كالشعر والصوف والمطاط.
في حياتنا اليومية تتولد التيارات الكهربائية عندما تمر الإلكترونات عبر المواد الناقلة كأسلاك النحاس. ولكن العوازل لا تسمح بمرور التيار الكهربائي (من هنا جاءت تسميتها الكهرباء الساكنة).
إن ما اكتشفه ميزّي وزملاؤه هو أننا عندما نفرك سطحين عازلين ببعضهما تصطدم الشذوذات على سطحيهما، مما يسبب تشوهًا في الغمامة الإلكترونية حول ذراتها. ولأن الإلكترونات لا يمكنها التحرك في العازل، تتشوه الغمامة ويصبح شكلها غير متناظر.
في معظم المواد تكون الغمامة الإلكترونية حول ذراتها متناظرة، ولكن عندما تتشوه الغمامة فإن الشكل الجديد يجعل توزع الفولطية في المادة غير متساوٍ من مكان لآخر.
وعلى الرغم من أن الزيادة في الفولطية في مكان ما ستكون ضئيلة جدًّا، فإن عدد الشذوذات كبير جدًّا، وهذا ما يجعلنا نحس بالشرارة عند إمساكنا بقبضة الباب.
اقرأ أيضًا:
تفسير خدعة التصاق الشعر ببالون هوائي بسبب الكهرباء الساكنة
ترجمة: مهران يوسف
تدقيق: عبد الله كريم
مراجعة: صالح عثمان
