比萬有引力更強的作用力

這一部分的標題是“比萬有引力更強的作用力”。大家都知道，太陽的萬有引力能夠讓整個太陽系的所有行星都保持在各自的軌道內運行，而地球的萬有引力能夠阻止月球飛向太陽。那還有什么力能比把整個行星系和所有衛星都控制在各自軌道內的萬有引力更加強大呢？

其實，大家可以通過以下實驗來體驗這種“比萬有引力還強大”的作用力。首先把一小張紙裁成一堆約1厘米×1厘米的小紙屑平鋪在桌面上。然后拿一個氣球充好氣，再把氣球與皮毛或棉花快速摩擦。現在把氣球靠近紙片，你們會發現有些紙片突然跳起來與氣球粘到了一起。（這個實驗在干燥的環境下效果會更好。如果環境潮濕、多雨，這個有關靜電的實驗可能就不會成功。）

你們也可以把一些曲別針撒落在桌面上，同時把一個磁鐵放在曲別針的上方。大家會發現，磁鐵即使很小，至少也能提起10個曲別針。

在這兩個試驗中，地球強大的萬有引力施加在物體上，從而使其保持在桌面上。而氣球施加的靜電力則超過了地球的萬有引力，把紙片提了起來。同樣，小磁鐵施加的磁力也比地球的萬有引力更大。

由此可見，靜電力和磁力都比萬有引力強大得多。它們和萬有引力一樣，都屬于“遠處的作用力”。萬有引力對物體的作用只表現出“吸引”，而靜電力與磁力還會表現出“排斥”（即推開）。物體之間是相互吸引還是相互排斥，取決于這兩個物體的磁性。我們稱磁鐵的一端為北極，另一端為南極。極性相反，則相互吸引；極性相同，則相互排斥。

靜電力也具有類似的特性。物體可以帶正電（如質子），也可以帶負電（如電子）。電性相反，則相互吸引；電性相同，則相互排斥。大家可以利用以下實驗來體驗靜電力的互斥作用。把兩個充氣氣球和同一種材料摩擦（最好是皮毛），然后分別用一根線掛起來。拿著線的另一端，輕輕地把兩個氣球靠攏，你們會驚奇地發現氣球相互彈開了。

為什么這兩個摩擦過的氣球會相互排斥呢？實際上，在氣球與皮毛進行摩擦的過程中，皮毛中的部分電子轉移到了接觸摩擦的氣球表面。因此，氣球上多余的電子使得氣球帶了負電。既然兩只氣球的摩擦方式相同，那么它們就都帶負電。因此，把這兩個氣球放在一起時，就發生了相互排斥的現象。

下面針對經摩擦的氣球吸起小紙屑的解釋會更復雜一點兒。紙片像大多數物體一樣不帶電，呈電中性。任一片小紙屑中質子數（帶正電）與電子數（帶負電）相等，因此，其總電量為零。當帶負電的氣球向紙片靠近時，氣球上多余的負電荷會引起紙片表面電子的轉移。由于紙片表面負電荷都移出了與氣球相靠近的那個區域，那個區域就會帶正電。因此，紙片表面帶正電的部分被帶負電的氣球吸引，小紙片就跳離了桌面。

下面我們會通過一些實驗來證明靜電力和磁力其實是同一種作用力。科學家們把這種作用力統稱為“電磁力”。氣球和磁鐵的實驗證明，電磁力要比萬有引力大得多。物理學家認為一般情況下，電磁作用力是萬有引力的數百萬倍。