静电屏蔽经典实验之法拉第笼 _静电

在自然界中静电无处不在，可以毫不夸张的说，只要两个物体相互摩擦就能产生静电。例如，在运输汽油的油罐车的下面，人们为了将油与汽油罐摩擦产生的静电释放掉，通常在汽油罐车的下面掉一根铁链子，以此来将汽油与铁罐子摩擦产生的静电引流到地面，从而不出现静电放电产生电火花而点燃汽油。

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说起静电现象，就不得不说一下自然界中的闪电呢？闪电形成的过程跟摩擦起电有关，在天空中的两片云层内，它们与空气摩擦后使其自身带电，当一片带负电荷的云层与一片带正电荷的云层在风力的作用下接触时，正负电荷在中和的过程中就会产生很强的电压，如此强大的电压将空气击穿，致使云层周围的空气温度急剧升高，使周围的空气产生巨大的热量，所以我们看到的闪电就有了颜色。人们在进一步了解静电后，发现了静电屏蔽现象。那么，静电屏蔽的理论基础来自哪里呢？它又有什么作用呢？

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只要对物理知识有所了解的人应该知道，金属导体内的自由电子能在电场中做定向移动，并且这种移动的速度几乎与光速相等。这时，有人做过一个实验，将一块金属板放在一个匀强电场中，那么，金属板内的自由电子在电场的作用下，会定向的移动到与电场场强相反的位置，这时的金属板的一端聚集了大量的电子，从而显负电。

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【静电屏蔽经典实验之法拉第笼】而金属板的另一端失去电子后显正电，此时的金属板中就形成了一个电场，金属板内的电场强度与外部电场强度方向相反，当金属板产生的电场强度与外界施加的电场强度相等时，金属内的自由电子将不再朝着一个方向移动，那么这两个电场叠加后，金属板内的电场强度就为零。

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将这个理论进一步扩展，如果将金属板换成一个金属罩，在给金属罩施加一个电场后，那么金属罩空心部分的电场强度会在一瞬间变为零，这就是静电屏蔽。在此基础之上，著名的物理学家法拉第曾经冒着生命危险做过一个实验。

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法拉第将自己罩在金属罩内，然后将金属罩挨地，接着在金属罩外通上十几万高压的电源，法拉第在金属罩内却毫发无损，这就是著名的法拉第笼的实验。这个实验的成功，说明金属罩内的人是没有受到电场影响的。

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正因为如此，在某些地区进行电路检修时，有些电工的衣服里面就包含了一层相连的金属丝，当电工穿着着防电服在给通电的高压线路检修时，防电服内的金属丝就起到了金属罩的作用，将人始终处于等电势位内，从而让电工能够带电作业。

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关于静电屏蔽的应用还远不止此，在现在的互联网时代，黑客的身影无处不在，而在电脑显示器的阴极管处，黑客可以通过电脑显示器的阴极管散发的电磁波来攻击电脑，使电脑中毒。所以，人们为了防止电脑受到攻击，就在阴极管的地方放入一个金属罩，将阴极管屏蔽起来，以此来降低黑客入侵的风险。