2塊錢的透明膠帶，隨手一撕就能飆出10億伏特每米的電場？| 正經玩

你以為

它只是辦公室里粘粘補補的小工具？

事實上

撕開透明膠帶那“吱啦”一聲的背后，

正爆發著一場高達十億伏特每米的微觀閃電。

實驗器材

透明膠帶、單層紙巾、剪刀、所標杯

實驗步驟

將單層紙巾對折，用筆畫出一個高約2–4厘米的紙人半輪廓，四肢盡量畫得細一些。

用剪刀沿輪廓剪下小紙人。注意保持紙張平整，不要揉搓，讓它保持輕飄飄的狀態。

第三步：

從膠帶卷上快速撕下一段。然后將剛撕下的膠帶緩緩靠近紙人（先不要貼上），通常會看到紙人先微微抖動，隨后被吸引、翹起，最后整個“站”起來貼到膠帶上。

第四步：

這次非常緩慢地撕下膠帶，盡量不發出聲音。再用這段膠帶靠近紙人，則會發現靜電效應明顯減弱，紙人幾乎不動或反應很小。

原理解說

撕膠帶之所以能帶電，關鍵不在于摩擦力大小，而在于接觸—分離的過程：膠帶的膠層與背基（或兩層膠帶之間、膠帶與被粘表面）原本緊密貼合，剝離時界面被迅速拉開，電荷在分離瞬間發生不對稱轉移，并滯留在兩側表面。這屬于典型的接觸起電（摩擦起電）現象。

剝離過程在微觀上往往不是勻速的，而是粘滯—滑移（stick-slip）的間歇式推進：剝離前沿先短暫“粘住”并積累能量，隨后突然“滑脫”釋放，因此撕膠帶常伴隨“吱—滋啦—”的刺耳聲。這種間歇過程使電荷分離更劇烈，電荷來不及復合或泄漏，從而在局部形成極強的電場。

膠帶剝離示意圖

紙人本身是電中性的，之所以會被吸引，是因為誘導極化：帶電膠帶在周圍建立電場，使紙人內部的正負電荷分布發生偏移——靠近膠帶的一側呈現與膠帶相反的電荷，遠側則呈現相同電荷。由于近側距離更近、電場更強，吸引力大于排斥力，整體上紙人就被拉向膠帶。這也是為什么即使不直接接觸，紙人也會先動起來。

至于電場強度到底有多強，結果可能令人驚訝：一項2025年的研究利用分子振動光譜（拉曼）在膠帶剝離點附近進行定量測量，報告局部電場可達10? V/m（十億伏/米）量級，并指出這種強場與粘滯—滑移剝離過程直接相關，甚至能引發局部放電或空氣電離，驅動微區化學反應，堪稱“微觀閃電”。需要說明的是，這一極高數值僅出現在剝離前沿的極局部區域，并非整段膠帶周圍都如此；但即便電場隨后迅速衰減，剩余的靜電力仍足以讓輕薄的紙巾小紙人“站立”起來。

有趣的是，在中等真空條件下剝離膠帶時，研究還觀察到了與粘滯—滑移過程相關的納秒級X射線脈沖，能譜峰值約15 keV。而在常壓空氣中，放電現象更容易被“鈍化”，我們平時感受到的多是吸起紙屑、使細水流偏轉、或產生細微噼啪電光這類溫和版本。

真空下膠帶滑粘現象產生x射線

[1]Proceedings of the National Academy of Sciences, 2025. DOI: 10.1073/pnas.2510504122.

[2]Physical Review Letters, 2019, 122: 068005. DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.068005.

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編輯：二分 & Chocobo