一 公分 。 那 就 相當於 每 公尺 三百萬 伏特 。 在 這麼 強 的 電場 下 （ 在 乾燥 的 空氣 中 ， 在 1 大 氣壓 下 ） 就 會 有 我們 所謂 的 「 電擊 穿 」 （ electric breakdown ） 的 現象 發生 。 電子 將 會 自發性 地 跳過 那 一 公分 的 間隔 ， 在 如此 做 的 同時 將 空氣 解離 。 而 這 會 製造出 更多 跳過 那 間隙 的 電子 ， 結果 就 像 雪崩 一樣 產生 火花 ！ 電流 在 你 還 沒 碰到 門把 前 就 穿過 空氣 跳到 你 的 手指 上 。 我 猜 這時 你 畏縮 了 一下 ， 想起 自己 上 回 被 輕輕 電到 的 感覺 。 火花 會 讓 你 感到 有些 疼痛 ， 因為 電流 會 讓 你 的 神經 收縮 — — 快速 而且 不 舒服 。 那麼 ， 你 觸電 時 所 聽到 的 那 種 劈劈啪啪聲 ， 是 怎麼 來 的 ？ 那 很 簡單 。 電流 以 超快 的 速度 將 空氣 加熱 ， 這 就 產生 壓力波 — — 某 種 聲波 ， 也 就 是 我們 所 聽見 的 聲音 。 但是 火花 也 會 產生 光 ， 雖然 在 白天 你 可能 看 不 到 那 光 （ 不過 有時候 你 真的 看 得 到 ） 。 光 的 產生 稍微 複雜 一點 。 它 之所以 出現 ， 是 因為 空氣 中 所 產生 的 離子 重新 與 空氣 中 的 電子 結合 ， 將 某些 可用 的 能量 以 光 的 形式 釋放出來 。 即使 你 看 不 到 火花 所 發出 的 光 （ 因為 你 並 不 是 站 在 暗室 中 的 一 面 鏡子 前 ） ， 但 當 你 在 非常 乾燥 的 天氣 裡 梳 頭髮 時 ， 你 還是 可以 聽見 它們 所 發出 的 劈啪聲 。 請 想 一 想 ， 甚至 不用 刻意 去 想 ， 當 你 梳 頭髮 或是 脫掉 聚酯 纖維 襯衫 時 ， 你 已經 在 你 頭髮 的 末端 以及 襯衫 的 表面 上 創造 了 大約 每 公尺 三百萬 伏特 的 電場 。 所以 ， 如果 你 伸手 去 摸 門把 ， 而 在 距離 三 公釐 時 感覺到 火花 ， 那麼 你 和 門把 之間 的 電位 差 就 大約 是 一萬 伏特 的 等級 。 這 電壓 聽起來 很 大 ， 但是 大部分 的 靜電 一點 都 不 危險 ， 主要 是 因為 即使 電壓 非常 高 ， 電流 （ 在 一 段 特定 的 時間 內 穿過 你 的 電荷量 ） 卻 很 小 。 如果 你 不 在乎 一點點 抖動 ， 那麼 你 可以 做 一些 觸電 的 實驗 來 玩玩 ， 同時 驗證 物理 定律 。 然而 ， 絕對 不要 把 任何 金屬製 的 東西 插進 你 家 的 插座 裡 ， 那 是 非常 非常 危險 的 ， 甚至 會 危及 性命 ！ 試 著 用 聚酯 纖維 摩擦 你 的 皮膚 （ 同時 穿上 膠底鞋 或 夾腳拖 ， 讓 電荷 不至於 流到 地面 ） 。 把 電燈 關掉 ， 接著 慢慢 地 將 手指 移近 金屬製 的 檯燈 或 門把 。 在 兩者 碰觸 前 ， 你 應該 看得見 火花 從 金屬 與 你 的 手指 間 跳過 。 你 讓 自己 帶 的 電荷 愈 多 ， 你 與 門把 之間 所 製造 的 電位 差 就 愈 大 ， 也 因此 火花 會 愈 大 ， 聲音 也 會 愈 大 。 我 有 個 學生 經常 在 無意 間 讓 自己 身 上 帶 著 靜電 。 他 說 他 有 一 件 聚酯 纖維 製 的 浴袍 ， 他 只有 在 冬天 時 會 穿 它 。 結果 這 是 個 不幸 的 選擇 ， 因為 每 次 他 將 浴袍 脫掉 ， 他 就 讓 自己 的 身體 帶 了 電 ， 接著 當 他 要 將 床 邊 的 燈 關掉 時 就 會 被 電到 。 原來 人體 是 摩擦 生電 序列 中 最 偏正 電 的 材料 之 一 ， 聚酯 纖維 則 是 最 偏 負電 的 材料 之 一 。 這 也 就 是 如果 你 很 想 站 在 暗室 的 鏡子 前 看到 火花 飛舞 ， 那麼 你 最好 穿 聚酯 纖維 襯衫 的 原因 。 為了 用 非常 戲劇化 （ 而且 很 有趣 ） 的 方式 來 示範 人們 是 怎麼 讓 自己 帶 電 的 ， 我 邀請 一 個 穿著 聚酯 纖維 夾克 的 學生 上台 ， 坐 在 教室 前方 的 一 張 塑膠椅 上 （ 塑膠 是 很 好 的 絕緣體 ） 。 接著 ， 我 站到 一 個 玻璃 平台 上 讓 自己 與 地板 絕緣 ， 然後 開始 用 貓 的 毛皮 拍打 那 個 學生 。 在 學生 們 的 大笑聲 中 ， 我 持續 打 了 約 半 分鐘 。 根據 電荷 守恆 定律 ， 那 個 學生 和 我 分別 帶 了 不 一樣 的 電 ， 而 我們 兩 人 之間 也 產生 了 電位 差 。 我 讓 學生 們 看到 我 手 上 握 著 一 根 霓虹 燈管 的 一 端 ， 接著 把 演講廳 的 燈 關掉 。 在 完全 的 黑暗 中 ， 我 用 霓虹 燈管 的 另 一 端 去 碰觸 那 個 學生 ， 然後 出現 一 道 閃光 （ 我們 兩 人 都 感覺 被 電到 ） ！ 我 和 那 個 學生 之間 的 電位 差 想必 至少 有 三萬 伏特 。 從 霓虹 燈管 及 我們 身 上 流過 的 電流 ， 將 我們 身 上 原本 累積 的 電荷 釋放掉 。 這 個 示範 實驗 讓 課堂 氣氛 很 愉快 而且 效果 很 好 。 YouTube 上 的 「 教授 打 學生 」 （ Professor Beats Student ） 節錄 了 課堂 上 我 打 學生 的 那 一 段 畫面 ：http://www.youtube.com/watch?v=P4XZ-hMHNuc 。 為了 進一步 探索 電位 的 奧祕 ， 我 使用 一 個 稱為 「 范德格拉夫 起電機 」 的 儀器 。 它 看起來 是 一 個 裝 在 圓柱形 箱子 裡 的 簡單 金屬球 。 事實 上 ， 它 是 一 個 設計 得 非常 巧妙 的 裝置 ， 可以 產生 巨大 的 電位 。 我 教室 裡 那 台 起 電機 所 產生 電位 上限 是 三十萬 伏特 — — 但是 它們 有 可能 可以 產生 更 高 的 電位 。 如果 你 在 網路 上 看 我 8.02 「 電 與 磁 」 （ Electricity and Magnetism ） 課程 的 前 六 堂 課 ， 你 就 可以 看到 我 用 這 台 范德格拉夫 起電機 做 的 一些 非常 好玩 的 示範 實驗 。 你 會 看到 我 創造出 電場 擊穿 — — 在 范德格拉夫 起 電機 那 顆 大 球 與 另 一 顆 較 小 的 接地 （ 與 地球 相接 ） 的 球 之間 發生 的 巨大 火花 。 你 會 看到 隱形 的 電場 讓 螢光燈管 亮 起來 ， 但是 當 燈管 轉成 與 電場 垂直 時 ， 它 又 會 暗掉 。 你 甚至 會 看到 在 一 片 黑暗 中 ， 我 （ 短暫 地 ） 碰觸 燈管 的 一 端 ， 讓 它 與 地面 構成 一 個 線路 時 ， 那 微光 變 得 更 強 。 我 稍微 叫出 聲 來 ， 因為 那 觸 電感 真的 滿 強