做好的驗電器要來做什麼呢？

去年是用氣球來做測試，今年則用吸管與衛生紙來做，並且是在課堂中操作，並學習摩擦起電、接觸起電與接地的概念。(關於驗電瓶創作，請見這裡。)

[驗電瓶基本做法]

1.剪二張0.6公分寬、3公分長的鋁箔，在鋁箔上方刺一個小孔，讓鋁箔能活動自如。

2.瓶蓋上小心割一個開口，將迴紋針由內往外拉開，一端掛上二片鋁箔，另一端套入瓶蓋，與瓶身組合就完成了驗電瓶。

[摩擦起電與靜電感應]

1.以廚房紙巾 (或抹布)用力摩擦粗吸管至少10次。

2.將摩擦後的吸管靠近驗電瓶上方露出的迴紋針，小心不要讓它們接觸。此時瓶內的鋁箔有什麼變化？如果鋁箔會張開，就代表吸管上帶有靜電。

3.移開吸管，觀察鋁箔變化？

4.如果是未摩擦的吸管靠近驗電瓶，驗電瓶會有反應嗎？

5.增加吸管與衛生紙摩擦的次數，吸管被摩擦的次數越多，鋁箔張開的角度就越大嗎？

6.調整吸管與驗電瓶的距離，觀察吸管距離與鋁箔張開角度的關係。

7.隔一段時間再測試，吸管上頭是否還有靜電？摩擦後產生的靜電是否會一直停留在物體上?

8.相同的方法測試摩擦後的衛生紙，衛生紙也能讓鋁箔張開嗎？

9.多掛幾張鋁箔片在驗電瓶中，帶靜電的吸管靠近時，這些鋁箔會有什麼變化？

10.試試用鋁箔紙條連結二個驗電瓶，帶靜電的吸管只靠近一個驗電瓶，較遠端的驗電瓶是否也有變化？靜電能被傳遞嗎？

[延伸思考]如何利用驗電器來測知帶電體的電性呢？

[接觸起電與接地]

1.把摩擦後帶電的吸管直接碰觸驗電器上方的迴紋針，鋁箔會張開嗎？移走吸管，鋁箔是否閉合？

2.輕輕用手指碰觸迴紋針，原本張開的鋁箔發生什麼事？為什麼會這樣？

[結果與原理]

不同物質相互摩擦就會產生靜電(稱為摩擦起電)。其中一方失去電子帶正電荷，另一方得到電子帶負電荷，殘留在物體表面的電荷就是靜電。靜電不須碰觸就能感應，距離越近，感應越強。

將帶電吸管靠近驗電瓶上方迴紋針，原本閉合的二片鋁箔會張開，角度越大，代表靜電越強。這也是因為靜電感應，而使迴紋針與鋁箔產生電荷分離的現象，下方鋁箔帶有同種電，彼此相斥而張開。靜電越強，排斥力越大，張開角度越大。

驗電瓶原本是電中性，受帶負電吸管而產生靜電感應。上端迴紋針被吸引帶正電，下方鋁箔則帶負電。
二片鋁箔因為帶有相同的負電而排斥張開。

靜電夠強，整個瓶子靠近帶電體，鋁箔就會張開，不一定要將帶電體靠近上方迴紋針。

若是不碰觸，帶電吸管只要靠近驗電瓶，鋁箔就會張開，移走帶電體就會閉合。若將帶電吸管直接接觸驗電器，能將電荷導入使鋁箔一直維持帶電的情況，即使移走吸管，鋁箔仍是維持張開，這種因接觸而產生靜電的方式稱為接觸起電。

透過接觸的方式，可以將靜電傳遞。
如果驗電瓶中有好幾張小鋁箔片，鋁箔片也同樣因相斥而張開。

當手指碰觸迴紋針，張開的鋁箔會立即閉合。因為人是導體，能將靜電導走或中和，這也是接地的效果。若是從手指上轉移的電荷較多，就會讓我們有觸電的感覺了。靜電可以被導體傳遞，因此用鋁箔紙條連結二個驗電瓶，帶靜電的粗吸管只要靠近一個驗電瓶，較遠的那一個驗電瓶也會有變化。

不同材料產生與累積靜電效果不同，絕緣體材料較容易保留靜電，金屬導體因為電子可以自由移動，靜電很快就消失。實驗中，塑膠材質的吸管較衛生紙容易蓄存靜電。也因為水是導體，空氣濕度會影響靜電的留存。台灣冬天濕度低，靜電容易累積並儲存在物體上；夏天較潮溼，靜電消失較快。國外氣候特別乾燥，靜電現象就很明顯了。

除了電量大小之外，驗電瓶也能檢驗電性，需先用接觸起電方式讓驗電瓶帶已知電性使夾角微開。當帶電體與驗電瓶帶同種電，鋁箔夾角會變大。反之，帶不同種電的物品靠近則夾角變小。

(相片由axer協助)

2015-12-23