冬天靜電多的主要原因是相對濕度低，所以摩擦產(chǎn)生的凈電荷無法導走；而人體電容值低，人體和附近導體間容易產(chǎn)生高電壓和高電場強度，從而擊穿空氣。冬天室內(nèi)外的溫差會進一步降低相對濕度，讓靜電現(xiàn)象更明顯。本文嘗試回答如下問題：為什么冬天靜電多？為什么北方比南方靜電多？為什么干燥的夏天不容易產(chǎn)生靜電？怎么減少靜電現(xiàn)象？
為什么冬天靜電多？很多人會不假思索地回答：因為冬天更干燥。可見，干燥的時候靜電多已經(jīng)成為生活經(jīng)驗了。我們通常說的干燥與濕潤，在科學上與相對濕度有關(guān)?？諝庵心苋菁{的最多水汽用飽和水汽密度表示，所謂相對濕度，指的是空氣中實際水汽密度與飽和水汽密度的比值。當相對濕度越接近100%，我們會覺得空氣中濕漉漉的；當相對濕度接近0%時，我們會覺得空氣非常干燥。相對濕度比空氣中實際水汽密度更能反映汗水離開皮膚的難易程度。
如下圖所示，相對濕度大于55%之后，物體不容易積累高電壓，就不容易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。相對濕度對靜電產(chǎn)生的影響表現(xiàn)在三個方面：1.相對濕度影響體表的導電能力，從而影響積蓄的凈電荷離開人體的速度；2.相對濕度影響空氣的導電能力，從而影響積蓄的凈電荷離開人體的速度；3.高相對濕度增強水在物體表面的吸附，從而兩種不同物體摩擦不容易產(chǎn)生凈電荷的分布。
（一個靜電電壓與相對濕度的關(guān)系圖。黑色圓點為測量值。圖片來源：http://www.kirinoikeuchi.co.jp/eng/technical_information/relationship_between_humidity_and_static_electricity.html）
紙的表面電阻在相對濕度80%時約為5E9歐姆（見下圖）；一個實驗給出相對濕度80%時，大氣電阻率是1E14歐姆?米量級（Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 123, 1295 1997，盡管該文介紹反常的電導和濕度的關(guān)系，但是測量到的數(shù)量級可以參考）。雖然這兩個數(shù)據(jù)的物理量和單位不一樣，考慮到紙的尺寸（厚度約1E-4米，長寬比近似為1），也可以判斷出這兩個數(shù)據(jù)代表了相近的導電能力。另一個研究發(fā)現(xiàn)，在一種小尺寸樣品中，將相對濕度由90%減少到10%時，同樣的摩擦所積累的電荷增加了20%（Nano Energy 2, 604 2013）。
（紙的表面電阻與相對濕度的關(guān)系，相對濕度60%時，表面電阻約為1E10歐姆，相對濕度80%時約5E9歐姆。圖片來源：http://japan.yupo.com/english/printinfo/trouble/3.html）
一方面，不管是相對濕度增加了體表導電能力還是增加了空氣導電能力，總之相對濕度高時，摩擦產(chǎn)生的電荷很容易被導走，不容易積蓄出足以擊穿空氣的電壓。另一方面，物體表面因相對濕度大而增加水汽吸附時，摩擦不容易起電，就從另一個角度減少了靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生。因此，干燥的天氣靜電多。
南方人到北方時，常會被提醒北方靜電多，有人把它歸結(jié)于冬天北方干冷，南方濕冷。事實上，相對濕度即使一樣，北方還是比南方靜電多。因為我國只有北方集體供暖，所以北方的室內(nèi)外溫差大于南方，這是北方比南方靜電多的一個重要原因。
相對濕度決定了靜電現(xiàn)象是否頻繁出現(xiàn)。溫度越高，飽和水汽密度值越大（如下圖所示）；如果室內(nèi)外的空氣水汽密度相同，那么室內(nèi)溫度高于室外，其相對濕度值就較低。從下圖的數(shù)據(jù)可以看出，當室外0攝氏度、室內(nèi)25攝氏度時，飽和密度相差約4倍；也就是說，盡管室內(nèi)外的空氣中含有相同數(shù)量的水分子，室內(nèi)的相對濕度只有室外相對濕度的1/4。從上面的分析可以判斷，北方冬天的戶外靜電現(xiàn)象不如室內(nèi)明顯，這和生活經(jīng)驗是一致的。當然，戶外靜電現(xiàn)象不明顯還有別的原因，比如戶外的水泥地面導電能力強于室內(nèi)的木地板或者地毯。
（飽和水蒸汽密度與溫度的關(guān)系，溫度越高，飽和水蒸汽密度越大。圖片來源：hyperphysics的Empirical fit of saturated vapor density versus Celsius Temperature欄目）
室內(nèi)的人類活動會產(chǎn)生額外的水汽增加濕度。然而，如果室內(nèi)外溫差大，額外的水汽也容易由室內(nèi)跑到室外，就像從冰箱拿出飲料，冷飲罐上凝聚的水珠就來自室內(nèi)空氣中的水汽。南方和干燥的夏天都因為室內(nèi)外溫差小而靜電現(xiàn)象不明顯，如果冬天南方的室內(nèi)有取暖設(shè)備的話，我們也會覺得室內(nèi)比平常的冬天干燥，靜電現(xiàn)象也會增加。
從上面的介紹中，已經(jīng)可以看出：減少靜電現(xiàn)象最好的通用方法是增加濕度，例如將相對濕度增加到50%或更高。水泥地面比木頭地面導電能力強，更不容易讓人體積蓄電荷。此外，還有一些因人而異、因地制宜的方法：穿皮制的鞋、穿棉質(zhì)的衣服、給地板座椅和地毯噴防靜電涂層等。如果不想被“電”到手，開門可以先用鑰匙接觸門把手之類的導體；如果擔心靜電影響發(fā)型，可以使用讓頭發(fā)更濕潤的護發(fā)素。工業(yè)上，可以使用防靜電地板、表面帶金屬箔的鞋，也可以通過空氣離子化機（air ionizer）讓空氣導電（相對濕度太低時，空氣離子化機是無法減少靜電現(xiàn)象的）?？蒲泄ぷ髦?，由于靜電可能破壞極小面積的薄電極，所以科研人員操作此類樣品時，需要一直將身體通過引線接地。
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