18新利最新登入法拉第笼是如何工作的

虽然法拉第笼是以迈克尔·法拉第的名字命名的，但它的确是本杰明•富兰克林他帮助激发了法拉第笼背后的许多想法。当然，富兰克林在他辉煌的职业生涯中花了一部分时间在雷雨中放风筝，试图吸引闪电，因此他已经对电的变幻莫测和概念有所了解。

1755年，富兰克林开始以新的方式玩转电。他给一个银品脱罐通电，然后把一个不带电的软木球，连在一根不导电的丝线上，放进罐子里，直到软木碰到罐子底部。“软木塞没有被吸引到罐头的内部，它会被吸引到外面，虽然它接触了底部，但是，当它被抽出来时，它不会像接触外面那样被通电。事实是独一无二的，”富兰克林写道在给同事的一封信中．

他对电、带电物体和不带电物体之间的相互作用感到困惑，也承认:“你需要理性;我不知道。也许你会发现它，然后请你告诉我。”

几十年后，一位名叫迈克尔·法拉第(Michael Faraday)的英国物理学家和化学家做出了其他相关的观察——也就是说，他意识到一个电导体(如金属笼)在带电时，只在其表面显示电荷。它对导体内部没有影响。

法拉第通过用金属箔衬砌房间然后用静电发生器给箔片充电。他放了一个验电器(一种检测电荷的设备)在房间里，而且，正如他所预料的那样，瞄准镜显示房间里没有电荷。电荷只是沿着箔的表面移动，根本没有穿透房间。

法拉第进一步研究了这个现象他著名的冰桶实验．在这个测试中，他基本上复制了富兰克林的想法，将一个带电的黄铜球放入一个金属杯中。不出所料，他的结果和富兰克林的一样。

这个概念有各种各样令人惊叹的应用，但这里有一个与任何曾经坐过飞机的人有关。想象一下，飞机突然被闪电击中。这种情况并不罕见，经常发生，但飞机和乘客都没有受到影响。那是因为铝飞机的外壳产生了一个法拉第笼．电荷来自闪电在飞机表面无害地飞过，不会损坏飞机内的设备或人员。

这并不令人震惊，真的。这就是科学。那么，这18新利最新登入种巧妙的笼子设计究竟是如何工作的呢?

为了理解法拉第笼是如何工作的，你需要对导体中电18新利最新登入是如何运作的有一个基本的了解。这个过程很简单:金属物体，如铝网，是导体，有电子(带负电荷的粒子)在其中移动。当没有电荷存在时，导体中混合的正负粒子数量大致相同。

如果一个带电荷的外部物体靠近导体，正极和负极粒子就会分离。带有与外部电荷相反电荷的电子被吸引到那个外部物体上。与外部物体带相同电荷的电子被排斥并远离该物体。这种电荷的再分配被称为静电感应．

随着外部带电物体的存在，正极和负极粒子在导体的相反两侧缠绕。其结果是产生一个相反的电场，抵消了金属导体内部外部物体的电荷场。的净电荷在铝网里面，是零。

这里是真正的问题:尽管导体内部没有电荷，相反的电场确实有一个重要的影响——它可以保护内部不受外部静电电荷的影响，也不受电磁辐射的影响，比如无线电波和微波。这就是法拉第笼的真正价值所在。

这种屏蔽的效果各不相同这取决于笼子的构造．不同金属导电性的变化，如铜或铝，影响笼的功能。屏幕或网孔的大小也会改变笼子的功能，可以根据你想要从笼子内部排除的电磁辐射的频率和波长进行调整。

法拉第笼有时有其他名字。它们可以被称为法拉第盾牌，射频（无线电频率）笼子里,或EMF（电动势）笼子里．

不管你怎么称呼它们，法拉第笼最常用于科学实验室，无论是在实验中还是在产品开发中。

人们使用法拉第笼有各种各样的用途——有时在深奥的实验室环境中，有时在普通产品中。你的车,例如，它基本上是法拉第笼。是这个效果，不是橡胶轮胎，这样可以在附近被雷击时保护你。

很多建筑物也充当了法拉第笼的角色，如果只是偶然的话。他们的石膏或混凝土墙壁上散布着金属钢筋或铁丝网，他们经常造成严重破坏无线互联网还有手机信号。

但这种屏蔽效应通常对人类有利。微波炉可以逆转这种效果，把波困在笼子里快速烹饪食物。屏蔽电视电缆通过减少干扰，有助于保持清晰清晰的图像。

电线工人经常穿特制西装利用法拉第笼的概念。穿上这些衣服，电线工人可以在高压电线上工作，触电的风险大大降低。

政府可以通过在重要的电信设备周围建造法拉第笼来保护它们免受雷击和其他电磁干扰。大学和企业的科学实验室采用先进的法拉第笼，完全排除所有外部电荷和电磁辐射，为各种实验和产品开发创造一个完全中性的测试环境。

在医院闲逛，你会发现法拉第笼的形式是核磁共振扫描房间。核磁共振扫描依靠强大的磁场对人体进行医学上有用的扫描。核磁共振成像室必须被屏蔽，以防止杂散电磁场影响患者的诊断图像。

法拉第笼也有很多政治和军事用途。政客们可能会选择只在网上讨论敏感问题屏蔽房间，可以屏蔽窃听技术．所有现代武装力量都依赖电子设备进行通信和武器系统，但有一个问题——这些系统很容易受到攻击是员工（电磁脉冲)，这可能是一个太阳风暴甚至是人为的电磁脉冲攻击。保护关键系统在美国，军队有时会使用掩体和车辆。

出于同样的原因，法拉第笼在生存主义亚文化中是一个受人喜爱的主题。这些人鼓吹自给自足，在面对人为或自然灾害时不信任政府的反应，相信用自制的法拉第笼屏蔽所有重要的电子设备。万一世界末日灾难罢工时，他们仍然拥有短波无线电和其他高科技工具，这些工具可能是救星。

即使你不是特别担心世界末日的场景，法拉第笼可能每天都在你的生活中发挥着作用。这些笼子利用了物理学的基本原理，并帮助全球各地的人们将这些原理付诸实践——为了安全、奢华、方便，并帮助进一步推动更令人兴奋的技术进步。

最初发表于2011年6月28日