Článek
Nezávislá skupina vědkyň a vědců z českých i zahraničních výzkumných institucí odpovídá na vaše dotazy. Některé odpovědi pak sdílí i na sociálních sítích Facebook, Instagram, Threads, Bluesky a zde na Médiu.
Dotaz
Rád bych se zeptal vědce, co způsobuje, že má člověk období, když na cokoliv „železného“ sáhne, dostane „ránu“. Takový malý výboj, konkrétně se mi to často děje a pozoruji to při otevírání dveří auta. Pak je období kdy nic a pak zase ano. Jak se děje to, že je člověk takto „nabitý“? Myslím, že by to mohlo zajímat i další.
Minutová odpověď
- Elektrické šoky jsou způsobeny skokovou neutralizací nashromážděného náboje na našem těle při kontaktu s nějakým vodivým materiálem.
- Jelikož voda je velmi dobrý vodič, její přítomnost v atmosféře dovoluje konstantní neutralizaci náboje.
- Když je vody v atmosféře málo, neboli je nízká vlhkost vzduchu, dochází k akumulaci náboje, která se projeví vyšší frekvencí elektrických šoků.
Odpověď
Obecný úvod
Statická elektřina je prevít! Elektrické šoky, které občas schytáme, souvisejí s tzv. triboelektrickým efektem [1], při kterém se přenášejí elektrony mezi dvěma materiály ve vzájemném kontaktu. Na základní škole bývá tento efekt demonstrován pomocí tření skleněné tyče o liščí ocas. Čím delší kontakt je, tím více elektronů se mezi materiály vymění. V důsledku této výměny jeden materiál o elektrony přichází, stává se pozitivně nabitým, a druhý materiál elektrony přijme, stává se záporně nabitým. O tom, jak se který materiál nabije, rozhoduje triboelektrická řada [2].
Triboelektrické jevy
V triboelektrické řadě jsou různé materiály seřazeny sestupně podle své tendence odevzdávat elektrony, tj. pozitivně se nabít. Tak například naše vlasy leží v této řadě nad vlnou [3], proto se vlasy ve vlněné čepici nabíjí kladně a čepice záporně. Když si čepici sundáme, můžeme pozorovat, že se naše vlasy od sebe vzdalují. To je dáno tím, že všechny vlasy jsou nabité kladně a jak víme, souhlasné náboje se odpuzují.
Elektrický šok
Protože je tato situace nestabilní, snaží se vlasy přebytečného náboje zbavit. Proto když se přiblížíme k nějakému vodivému materiálu, například ke kovové klice od dveří u auta, elektrony z vodivého materiálu budou přitahovány kladně nabitými vlasy ve snaze neutralizovat pozitivní náboj. Výsledkem skokové neutralizace nahromaděného náboje je nepříjemný, ale zdraví neškodný elektrický šok.
Šoky a počasí
Teď, když rozumíme vzniku statického náboje, můžeme se pokusit rozklíčovat, proč někdy dostáváme více šoků než jindy. Nepřekvapí, že jde o počasí, konkrétně o vlhkost vzduchu. Voda je totiž velmi dobrý vodič. Proto když je vlhkost vzduchu vysoká (atmosféra obsahuje hodně vody), je jednoduché se konstantně neutralizovat, aniž bychom dostávali nějaké znatelné rány. Problém nastává, když je vlhkost vzduchu malá, to se pak náboj v našem těle hromadí. V okamžiku, kdy se dotkneme nějakého vodiče, proběhne skoková neutralizace a nás to kopne.
Shrnutí
Abychom to shrnuli, v dotazu zmíněná „období“ zvýšené frekvence šoků jsou vlastně naším biologickým měřicím přístrojem nízké vlhkosti vzduchu. Žijete-li v oblasti, kde je tomu tak po většinu roku a nemáte-li rádi elektrické šoky, nezbyde vám než si pořídit zvlhčovač vzduchu.
Pro Zeptej se vědce odpovídal Vítek
Ing. Vít Svoboda, Dr. sc. ETH Zürich, JILA — University of Colorado Boulder & NIST
Odbornou revizi poskytla Ing. Lenka Hronová, Science to Go
Odpověď editoval Luděk Vašta
Zdroje
[1] https://doi.org/10.1007/s40544-018-0217-7
[2] https://doi.org/10.1038/s41467-019-09461-x
[3] https://soft-matter.seas.harvard.edu/index.php/Triboelectric_series
Zeptej se vědce
Projekt Zeptej se vědce propojuje vědeckou a nevědeckou veřejnost. Máte-li na vědce nějaký dotaz, zeptejte se nás na webu nebo sociálních sítích Facebook, Twitter, Instagram či Bluesky. Líbí se vám naše příspěvky? Budeme rádi, když podpoříte naši činnost: darujme.cz/projekt/1209422
