不可思议的“法拉第笼”
作者 曹敏
发表于 2025年3月

你是否还记得儿时参观科技馆时,那个能让你在高压电下安然无恙的金属笼?每当金属笼通电,笼内的孩子们便会毛发竖立却毫发无伤。那时,你或许也曾埋下好奇的种子,直至在中学物理课本上再次遇见“法拉第笼”这个术语,那些尘封的记忆才逐渐被唤醒。

没错,“法拉第笼”的背后是一个现象——静电平衡与电磁屏蔽。

19世纪初期,英国科学家迈克尔·法拉第在无意中发现,当电荷被限制在一个封闭的导电容器内时,外部的电场不会对内部产生影响。它的原理在于,当无线电波在电场中传播时,会作用于金属中自然存在的电荷,将正电荷“推”向一侧。换言之,电波在金属中引发电荷的重新分布,正负电荷分别聚集在容器的两侧,内外电场相互抵消,实现了静电平衡和电磁屏蔽。这一发现不仅彻底改变了人们对电的认知,也为电磁学的后续发展奠定了扎实的基础。

因为结构简单而效果斐然,“法拉第笼”效应在现代生活中的应用十分广泛。从家家户户常见的微波炉,到电子设备的数据线,甚至是为了抵御窃贼而设计的汽车遥控启动器保护盒,都运用了这一效应。

本文刊登于《知识窗》2025年3期
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