겨울철 플라스틱 빗으로 머리를 빗을 때 머리카락이 사방으로 뻗치며 달라붙는 현상이 무엇인가요?

Question

겨울철 플라스틱 빗으로 머리를 빗을 때 머리카락이 사방으로 뻗치며 달라붙는 현상을, 두 물질의 마찰로 인해 전하가 한쪽으로 이동하여 일어나는 대전열과 정전기적 인력 관점에서 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

겨울철 플라스틱 빗으로 머리를 빗을 때 머리카락이 사방으로 뻗치고 달라붙는 현상은 두 물질의 마찰로 전기가 발생하는 정전기 원리로 설명할 수 있습니다.

​모든 물체는 평소 양전하와 음전하의 양이 같아 중성 상태를 유지하지만, 서로 다른 물체가 마찰하면 한쪽에서 다른 쪽으로 전자가 이동합니다. 이때 물질이 전자를 얻거나 잃기 쉬운 순서를 대전열이라고 합니다. 대전열 상에서 머리카락은 전자를 쉽게 잃고 양전하를 띠려는 성질이 강한 반면, 플라스틱 빗은 전자를 쉽게 얻어 음전하를 띠려는 성질이 강합니다.

​따라서 플라스틱 빗으로 머리를 빗으면 마찰에 의해 머리카락의 전자들이 빗으로 이동하게 됩니다. 결과적으로 전자를 잃은 머리카락들은 모두 양전하를 띠게 되고, 전자를 얻은 플라스틱 빗은 음전하를 띠게 되는 대전 현상이 일어납니다.

​이로 인해 두 가지 힘이 작용합니다. 먼저, 각각의 머리카락들은 모두 같은 양전하를 띠고 있어 서로 밀어내는 척력이 작용하므로 사방으로 뻗치게 됩니다. 동시에 서로 다른 전하를 띤 머리카락과 플라스틱 빗 사이에는 끌어당기는 정전기적 인력이 작용하여 머리카락이 빗에 달라붙게 됩니다. 특히 겨울철에는 공기가 건조해 쌓인 전하가 공기 중으로 방전되지 못하므로 이러한 현상이 더욱 두드러집니다.