חשמל סטטי אכן יכול להטות קילוח דק של מים, כפי שניתן לראות בסרטון הבא (מתוך מדור 'מדע בבית'):
אם הקילוח דק מספיק, ואם המוט טעון בחשמל סטטי בעוצמה מספיק גדולה, אפשר אפילו לגרום לזרם המים לנטות ב 90 מעלות. (אפשר לנסות בבית ללא צורך בציוד מיוחד, אפילו מסרק או עט מפלסטיק שעבר שפשוף עם שיער הראש יצליח להטות קילוח מים דק).
חשמל סטטי נוצר עקב שפשוף של שני חומרים מבודדים חשמלית (כמו שיער ופלסטיק) הגורמים ל"תלישה" של אלקטרונים מחומר אחד ומעברם לחומר השני. דבר היוצר מטען חשמלי על שני החומרים. כידוע, מטענים חשמליים מנוגדים מושכים זה את זה, ולכן, העובדה שזרם המים מוטה / נמשך על ידי חשמל סטטי (=מטען חשמלי) מעידה כי במים עצמם נמצאים מטענים חשמליים.
כידוע, מים באופן רגיל, כאשר זורמים מהברז או נמצאים בכמות נראית לעיין אינם טעונים חשמלית, אולם כל מולקולה ומולקולה המרכיבה את המים – מכילה דו-קוטב (דיפול) חשמלי: כל מולקולת מים בנוייה מאטום אחד של חמצן ושני אטומי מימין H2O,
תמונה באדיבות ויקיפדיה
בגלל שאטום החמצן (O) הרבה יותר אלקטרושלילי מאטומי המימן (H) האלקטרונים (בעלי המטען החשמלי השלילי) בכל קשר חמצן-מימן נמשכים יותר לכיוון החמצן. מה שגורם לכך שכל מולקולת מים בפני עצמה מכילה מטען חשמלי שלילי חלקי סביב אטום החמצן, ומטען חשמלי חיובי חלקי ליד כל אטום מימן, באופן קבוע. כאשר מקרבים מוט פלסטיק הטעון בחשמל סטטי (בדר"כ פלסטיק נטען בעודף של אלקטרונים, ולכן מטענו שלילי) אטומי המימן בכל מולקולה ומולקולה של מים נמשכים אליו והתוצאה היא שזרם המים כולו נמשך ומוטה לעבר מוט הפלסטיק. אם קילוח המים הדק מתגבר, והופך לזרם חזק – כוחות המשיכה החשמליים כבר לא מצליחים להתגבר על מסת המים הזורמים ולא רואים הטייה של הזרם.
בכימיה, כאשר מדברים על ממסים, מזכירים הרבה פעמים את המונח 'חומר פולרי' (או 'חומר קוטבי') כקובע עיקרי האם חומר אחד ימס בחומר אחר, מעניין לציין שהשיטה הזאת – הבודקת האם קילוח דק של נוזל נמשך לחשמל סטטי, היא בדיקה איכותית מצויינת המדגימה פולריות של חומרים: כמו מים, גם קילוח של אלכוהול או אצטון נוטים בהשפעה של חשמל סטטי, אבל במידה פחותה משל מים, כי הם פחות פולרים.
חומרים לא-פולריים לחלוטין, אם בגלל סימטריה מושלמת כמו פחמן-טטרה-כלורי CCl4, או בגלל שהאטומים שמרכיבים כל מולקולה בעלי אלטרושליליות דומה כמו הקסאן (C6H14 או בנזן C6H6) לא ימשכו בכלל למוט טעון בחשמל סטטי. המדד הכמותי של התכונה הנ"ל הוא מה שמכונה 'קבוע דיאלקטרי' – הקבוע הדיאלקטרי (יותר מדוייק, הקבוע הדיאלקטרי היחסי) מלמד על מידת המיסוך ("הסתרה") שחומר מסויים ממסך מטען חשמלי והוא אחד מהגדלים המרכיבים את k – קבוע הכוח בין מטענים חשמליים המופיע בחוק קולון.
לריק (וואקום) קבוע דיאלקטרי יחסי 1 (ריק הכי פחות ממסך מטענים חשמליים) ככל שהחומר יותר מקוטב (והמטענים בעלי יכולת תנועה) כך הוא גם יכול למסך יותר חזק מטענים חשמליים. הטבלא הבאה מציגה קבועים דיאלקטרים יחסיים של חומרים שונים (רואים כי מים הם מהחומרים הקוטביים ביותר שיש בעולם, ולכן נמשכים כל-כך בעוצמה לחשמל סטטי)
דרך אגב, הכוחות החשמליים שמטים את זרם המים הם אותם כוחות שגורמים למים להדבק לנייר סופג, או לטפס במעלה צינור דק (כוחות הנימיות) או 'מדביקים' פקק שעם לדפנות קערת זכוכית.
מאת: ד"ר אבי סאייג
המחלקה לנוירוביולוגיה ומכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
