Có một điều kỳ diệu về việc có thể khiến điện thoại hoặc máy tính bảng của bạn làm mọi thứ chỉ bằng cách vuốt ngón tay hoặc chạm ngón tay cái của bạn. Nhưng bạn có thể ngạc nhiên khi phát hiện ra một quả chuối có thể hoạt động tốt như ngón tay của bạn.
Nếu bạn dính ngón tay vào một mảnh thủy tinh thông thường, điều bạn có thể hy vọng nhất là một vết bẩn. Vậy làm thế nào để lau ngón tay trên màn hình cảm ứng thủy tinh khiến mọi thứ xảy ra bên trong điện thoại hoặc máy tính bảng của bạn?
Màn hình cảm ứng tương lai của chúng tôi dựa trên một chút vật lý gần như cũ như Isaac Newton - khả năng của một hệ thống lưu trữ điện tích, được gọi là điện dung.
Họ cũng dựa vào thực tế ngón tay của bạn là ba phần nước mặn - điều đó có nghĩa là nó có rất nhiều điện tích lỏng lẻo trôi nổi trong đó.
Điều gì xảy ra khi ngón tay của bạn gặp màn hình cảm ứng của bạn là một sự sắp xếp lại nghiêm trọng các khoản phí điện - trong điện thoại và trong ngón tay của bạn.
Kính của màn hình cảm ứng của bạn thực sự nằm trên hàng chục điện trường nhỏ trong một hình dạng lưới - và khi ngón tay của bạn lướt trên màn hình, nó sẽ kích hoạt một sự thay đổi trong các điện trường đó.
Vì vậy, điện thoại thông minh của bạn không chỉ có thể biết khi nào liên lạc được thực hiện, nó còn có thể xác định chính xác vị trí ngón tay của bạn trên màn hình.
Nhưng điện thoại của bạn không thực sự phát hiện ra một ngón tay - nó chỉ biết một cái gì đó có độ dẫn tương tự như một ngón tay đang chạm vào nó.
Đó là lý do tại sao chuối cũng có thể vuốt sang phải - chúng dẫn điện cũng như ngón tay của bạn.
Và nếu bạn đeo găng tay (trên ngón tay hoặc trên quả chuối), bạn sẽ không thấy bất kỳ ảnh hưởng nào. Điều này là do găng tay được làm từ vật liệu không dẫn điện.
Bút sẽ không hoạt động, vì một lý do khác. Họ làm điện, nhưng họ làm điều đó quá tốt.
Nhưng bất cứ điều gì có được về phí di chuyển tự do của một ngón tay - như một quả chuối khiêm nhường - sẽ làm nên chuyện.
Đó là phiên bản đơn giản về cách màn hình cảm ứng hoạt động, nhưng thực tế nó phức tạp hơn thế nhiều.
Hành trình đến trung tâm của điện thoại thông minh
Một phần của điện thoại thông minh phát hiện cảm ứng nằm phía trên màn hình LCD và pin và mạch.
Nó được tạo thành từ hai tấm kính và một bó dây rất mỏng mà chúng nhìn xuyên qua được.
Tấm kính trên cùng là tấm kính bạn chạm vào - chủ yếu là để bảo vệ và nó giữ ngón tay của bạn tránh xa kết thúc kinh doanh.
Lớp kính thứ hai có dây mỏng chạy phía trên và bên dưới nó. Các dây chạy trong một lưới - theo chiều ngang ở một bên của kính và theo chiều dọc ở phía bên kia. Và chúng được nối với pin - một bộ dây đến cực dương và bộ ở phía bên kia đến cực âm.
Điện thoại thông minh của bạn bật - và tắt - mọi cặp dây có thể. Nó làm điều này nhiều lần, theo cùng một thứ tự mỗi lần. Và nó làm điều đó rất nhanh, nó xảy ra nhiều lần mỗi giây.
Trong mọi cặp dây có thể, một dây được nối với cực dương của pin sẽ bị các electron hút ra và cực âm sẽ bơm các electron vào dây khác. Sự khác biệt về điện tích này gây ra một điện trường giữa hai dây và nó mạnh nhất khi các dây đó đi qua.
Vì vậy, mỗi điểm mà các dây này giao nhau có một điện trường nhỏ - những điện trường này thực sự rất nhỏ, nhưng chúng vẫn ảnh hưởng đến các điện tích gần đó - giống như các electron trong lớp thủy tinh.
Thủy tinh là một chất cách điện - các electron của nó được giữ chặt bởi các nguyên tử của nó, vì vậy chúng không tự do chảy như một dòng điện. Nhưng điện trường giữa các dây kéo các electron một chút về phía dây dương. Không có dòng điện, nhưng kéo tất cả các electron đó lại gần hơn để đẩy các electron trong dây dương và thu hút nhiều electron hơn từ pin đến dây âm. Vì vậy, dây dương dương hơn một chút và dây âm sẽ âm hơn một chút, và điều đó có nghĩa là điện trường trở nên mạnh hơn.
Đủ mạnh để vươn ra khỏi đỉnh của điện thoại.
Những thứ sử dụng một chất cách điện giữa hai dây dẫn để lưu trữ điện tích như thế này được gọi là tụ điện.
Con người bắt đầu chế tạo tụ điện vào thế kỷ 18, nhưng thiên nhiên đã nhảy vào chúng ta vài tỷ năm. Sét được tạo ra bởi sấm sét và mặt đất, với một lớp không khí cách nhiệt ở giữa hoạt động như một tụ điện khổng lồ. Cơ thể chúng ta cũng có khả năng này. Các tế bào của chúng ta kiểm soát những gì đi vào và ra khỏi chúng bằng cách giữ một điện trường trên một màng cách điện.
Nếu một dây dẫn dud như thủy tinh có thể làm tăng điện trường ở giao điểm của dây dẫn, bạn có thể tưởng tượng một túi nước mặn như ngón tay của bạn có thể làm gì với nó.
Tuy nhiên, ngón tay của bạn không phải nằm giữa các dây - điện trường xung quanh các dây giao nhau thò ra khỏi lớp kính trên cùng, ngay bên ngoài điện thoại của bạn. Vì vậy, khi bạn chạm vào màn hình, bạn đặt ngón tay của bạn vào một điện trường.
Máu và tế bào trong ngón tay của bạn chứa đầy nước với hàng đống nguyên tử tích điện hòa tan trong đó - các ion dương như natri (Na +) và kali (K +) và các ion âm như clorua (Cl-). Khi ngón tay của bạn đi vào một điện trường, trường sẽ hoạt động để tổ chức các nguyên tử tích điện đó trong ngón tay của bạn - hút các ion âm về phía các dây dương và đẩy các ion dương đi. Và với tất cả các khoản phí bổ sung được sắp xếp trong ngón tay của bạn, điện trường cụ thể đó sẽ mạnh hơn để nó có thể hút thêm pin từ pin để cân bằng mọi thứ.
Việc sạc turbo mà ngón tay của bạn cung cấp cho điện trường gần nhất sẽ không được chú ý bởi điện thoại.
Đường viền màu đen xung quanh tất cả các màn hình cảm ứng bao phủ một loạt các cảm biến liên tục đo lượng điện tích được lưu trữ tại giao điểm của mỗi cặp dây chéo. Dán một ngón tay trên điện thoại của bạn và điện trường ở các dây giao nhau gần nhất phát triển, do đó, nhiều điện tích được lưu trữ ở đó.
Tắt các dây và cảm biến thông báo rằng trong khi tất cả các dây khác đang tạo ra dòng điện tiêu chuẩn, một cặp - các dây giao nhau gần ngón tay của bạn - là những điểm cao.
Đó là một chiến thuật ra khỏi vở kịch Battleship, và nó có tác dụng.