什么叫做摩擦起电

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摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象。

摩擦起电的原理是什么？有哪些应用？

摩擦起电使物体带电，初中物理书中的解释是电荷转移，比如金属的自由电子，可是问题是如何仅仅用摩擦的方式把电子从稳定的原子中转移出来？按这个说法我不是摩擦一块铁使其带电就能把铁用物理方法变成铁离子，这感觉不合常理啊，摩擦起电原理到底是什么呢？或者说这个电荷是如何转移的？我们在这里只讨论不太低的温度下由原子核和电子组成的宏观固体物质。

这些物质组成的大致的物理图像是带正电的原子核和游离于原子核之外的巡游电子(对绝缘体来说可能极少，但是因为体系温度不太低，会有少量电子被激发出来)。

原子核对电子是有吸引力的，所以原子核会束缚住大部分体系中的电子，就算是对金属来说，每个原子也只会贡献少数的几个电子在固体材料中巡游。

那些被束缚的电子，不参与我们接下来的讨论。

固体的电磁性质，主要是被这些相对自由的电子所决定的。

这些相对自由的电子，整体又被称为自由电子气。

这时就要用到电子的一个很特殊的性质了，即泡利不相容原理。

由热力学，所有的巡游电子都会竞相地挤占自由电子气中能量更低的状态，但是泡利不相容原理要求每一个坑最多只能放进去一个电子。

很容易想象，自由电子气中的电子越多，那么费米能就会越高(所有的电子当中能量最高的电子所拥有的能量被称为费米能)。

因为更低能量的态已经被占据了，后来的电子只能被迫占据能量更高的态。

到这里，我们就已经可以解释实验现象了。

我们都知道导体和绝缘体之间相互摩擦，导体会带正电即失电子。

从上面的讨论，我们就可以看出，对导体和绝缘体来说，导体的自由电子气的电子密度显然更大，所以导体的费米能也就越高。

这些高能量的电子在导体和绝缘体接触的时候，就会倾向于离开自己原本的高能量位置，而去占据绝缘体中能量较低却还没有被占据的位置。

这就是摩擦起电的原理。

只要导体和绝缘体一接触，电荷转移就会发生，摩擦只不过是人为的加快电荷的转移。