比万有引力更强的作用力

这一部分的标题是“比万有引力更强的作用力”。大家都知道，太阳的万有引力能够让整个太阳系的所有行星都保持在各自的轨道内运行，而地球的万有引力能够阻止月球飞向太阳。那还有什么力能比把整个行星系和所有卫星都控制在各自轨道内的万有引力更加强大呢？

其实，大家可以通过以下实验来体验这种“比万有引力还强大”的作用力。首先把一小张纸裁成一堆约1厘米×1厘米的小纸屑平铺在桌面上。然后拿一个气球充好气，再把气球与皮毛或棉花快速摩擦。现在把气球靠近纸片，你们会发现有些纸片突然跳起来与气球粘到了一起。（这个实验在干燥的环境下效果会更好。如果环境潮湿、多雨，这个有关静电的实验可能就不会成功。）

你们也可以把一些曲别针撒落在桌面上，同时把一个磁铁放在曲别针的上方。大家会发现，磁铁即使很小，至少也能提起10个曲别针。

在这两个试验中，地球强大的万有引力施加在物体上，从而使其保持在桌面上。而气球施加的静电力则超过了地球的万有引力，把纸片提了起来。同样，小磁铁施加的磁力也比地球的万有引力更大。

由此可见，静电力和磁力都比万有引力强大得多。它们和万有引力一样，都属于“远处的作用力”。万有引力对物体的作用只表现出“吸引”，而静电力与磁力还会表现出“排斥”（即推开）。物体之间是相互吸引还是相互排斥，取决于这两个物体的磁性。我们称磁铁的一端为北极，另一端为南极。极性相反，则相互吸引；极性相同，则相互排斥。

静电力也具有类似的特性。物体可以带正电（如质子），也可以带负电（如电子）。电性相反，则相互吸引；电性相同，则相互排斥。大家可以利用以下实验来体验静电力的互斥作用。把两个充气气球和同一种材料摩擦（最好是皮毛），然后分别用一根线挂起来。拿着线的另一端，轻轻地把两个气球靠拢，你们会惊奇地发现气球相互弹开了。

为什么这两个摩擦过的气球会相互排斥呢？实际上，在气球与皮毛进行摩擦的过程中，皮毛中的部分电子转移到了接触摩擦的气球表面。因此，气球上多余的电子使得气球带了负电。既然两只气球的摩擦方式相同，那么它们就都带负电。因此，把这两个气球放在一起时，就发生了相互排斥的现象。

下面针对经摩擦的气球吸起小纸屑的解释会更复杂一点儿。纸片像大多数物体一样不带电，呈电中性。任一片小纸屑中质子数（带正电）与电子数（带负电）相等，因此，其总电量为零。当带负电的气球向纸片靠近时，气球上多余的负电荷会引起纸片表面电子的转移。由于纸片表面负电荷都移出了与气球相靠近的那个区域，那个区域就会带正电。因此，纸片表面带正电的部分被带负电的气球吸引，小纸片就跳离了桌面。

下面我们会通过一些实验来证明静电力和磁力其实是同一种作用力。科学家们把这种作用力统称为“电磁力”。气球和磁铁的实验证明，电磁力要比万有引力大得多。物理学家认为一般情况下，电磁作用力是万有引力的数百万倍。