Depuis l'Antiquité, on sait qu'après frottement, les petits objets sont attirés les uns vers les autres ou, au contraire, sont repoussés. Il y a des siècles, les scientifiques ont découvert que les charges électriques étaient responsables. Mais les physiciens se demandent encore pourquoi les corps frottés sont chargés. Mais récemment, les experts ont enfin trouvé la réponse.
La nouvelle version, en excellent accord avec les données expérimentales, est décrite dans un article scientifique accepté pour publication dans la revue Physical Review Letters. En attendant, vous pouvez vous familiariser avec sa pré-impression. La recherche a été menée par Laurence Marks de la Northwestern University aux États-Unis.
La première mention de l'électrification par friction est associée au nom de l'ancien philosophe grec Thalès de Milet, qui vécut aux VIIe-VIe siècles av. Il a remarqué que la fourrure, frottée avec un bâton d'ambre, attire des taches de poussière. À propos, le mot grec ancien «électron» (ἤλεκτρον) signifie littéralement «ambre».
Jusqu'à présent, les physiciens n'ont pas été en mesure d'établir de manière fiable quel mécanisme se cache derrière l'électrification par friction, également appelée effet triboélectrique dans les cercles scientifiques.
La nouvelle théorie le lie à l'effet flexoélectrique. Ce phénomène se produit lorsqu'un diélectrique est soumis à une déformation inégale (c'est-à-dire que le degré de déformation varie d'un point à l'autre), une différence de potentiel y apparaît. Cela est dû au fait que les charges électriques sont redistribuées à l'intérieur de la substance.
Pendant ce temps, même les surfaces les plus lisses à l'échelle nanométrique sont un chaos inimaginable de «chaînes de montagnes» et de «dépressions». Lorsqu'elles sont frottées, ces minuscules irrégularités se déforment, ce qui devrait provoquer un effet flexoélectrique.
Selon les calculs des auteurs, une différence de potentiel de ± 1-10 volts se produit. Cela suffit pour assurer l'électrification par friction.
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Le modèle est en bon accord avec plusieurs types de résultats expérimentaux. Alors, elle explique pourquoi les objets sont chargés par frottement, même s'ils sont constitués du même matériau. La distribution non uniforme de la charge triboélectrique devient également claire. De plus, la théorie prédit parfaitement les résultats des mesures de la densité de charge de surface.
Nous ajoutons que cette découverte promet des avantages pratiques. Ainsi, l'électrification par friction est utilisée dans divers appareils. Et dans d'autres cas, au contraire, il faut l'empêcher, car une étincelle glissée peut provoquer un incendie. Une meilleure compréhension de la nature de l'effet permettra aux ingénieurs de l'utiliser plus efficacement ou, au contraire, de s'en débarrasser.
Et, bien sûr, il est bon de savoir pourquoi votre chat bien-aimé laisse des étincelles (bien qu'il soit possible que ce soit encore une magie de chat ancienne).
Anatoly Glyantsev
