електризація тіл

Макроскопічного тіла можна повідомити заряд будь-якого знака. Цей процес називається електризацією. Існують різні способи електризації тіл, тобто перетворення електрично нейтральних тел в заряджені; зокрема, це можна здійснити шляхом тертя тіл один об одного (електризація тертям). Наприклад, якщо надутий невеликий повітряна куля потерти об вовну, хутро або своє волосся, то куля буде прилипати до тіла, про яке його потерли. Якщо бурштин потерти шматком тканини, то він буде притягати легкі предмети. Те ж можна спостерігати, якщо потерти тканиною ебонітову або скляну паличку. У цих випадках об'єкт набуває електричний заряд завдяки тертю, тобто відбувається електризація тертям, а сили, що діють при цьому, називаються електричними силами. Досліди показують, що два тіла, наелектризовані тертям одна об одну, притягуються.

Відомо, що наелектризовані ебонітова і скляна палички володіють різним видом зарядів. Домовилися вважати заряд, що з'являється при електризації тертям на ебонітової палички або бурштині негативним, а на скляній паличці - позитивним.

В даний час електризації тіл пояснюють за допомогою уявлення про перенесення електронів з одного речовини на інше. Зовнішні електрони атомів речовини часто дуже слабо прив'язані до свого ядру і при терті, що забезпечує максимальний контакт поверхонь, що труться речовин, вони можуть переходити від однієї речовини до іншої. Тіло, яке отримало надлишок електронів, заряджається негативно. Тіло, яке зазнало втрат електрони - позитивно.

У таблиці 1.1 вказані види зарядів, що виникають у тел при їх електризації тертям. Назви матеріалів, що електризуються при взаємному терті, розташовані через підрядник в різних стовпчиках.

Янтар, смоли, сургуч, віск, сірка, гума, пластмаси

Скло, гірський кришталь, дорогоцінні камені

Крім електризації тертям, існує також і електризація індукцією. Розглянемо її на досвіді (рис. 1.1). Є два незаряджених металеві кулі.

Повторимо досвід з кулями трохи інакше (рис. 1.2). Візьмемо два незаряджених металеві кулі, що стосуються один одного (а). Піднесемо паличку до куль (б), потім приберемо її і тільки після цього розсунемо кулі (в). Дивно, але тепер кулі виявляться незарядженими (г).

Якщо ж для досвіду використовувати не металеві, а пластмасові або гумові кулі, то наелектризована індукцією (тобто дією на відстані) нам їх не вдасться ні при якому способі розсовування!

Пояснити електризацію індукцією можна на основі мікроструктури речовини. У металах, які відносяться до класу провідників, - речовин, добре проводять електричний струм, - є вільні електрони, які можуть вільно рухатися. Коли до незарядженому металевого кулі підносять заряджене тіло, електрони зсуваються або до подносімая зарядженого тіла, або від нього, в залежності від знака його заряду. В інших речовинах, таких як пластмаса або гума, що відносяться до класу ізоляторів, ні позитивні, ні негативні заряди не можуть вільно переміщатися. Але, коли заряджене, наприклад, позитивно, тіло підносять до пластмасового стрижня, конфігурація молекул стрижня спотворюється таким чином, що його поверхня, звернена до зарядженого тіла, виявиться зарядженої негативно, і навпаки.

Для виявлення наелектризованих тел служать спеціальні прилади - електроскопи. Зовнішній вигляд приладу наведено на рис 1.3. Циліндричний корпус (1) закритий склом (2). Всередину приладу вставлений металевий стрижень (3) з легкоподвіжних пелюстками (4). Від металевого корпусу приладу стрижень відділений пластмасовою втулкою (5). При зіткненні зарядженого тіла зі стрижнем електроскопа електричні заряди одного знака розподіляються по стрижні і стрілкою. Сили електричного відштовхування викликають поворот стрілки на деякий кут, за яким можна судити про заряд, переданому стрижня електрометрії (рис. 1.4).

1. Відріжте від зошитового листа смужку паперу шириною 1 см. Поклавши смужку на зошит, проведіть по ній кілька разів пластмасовою ручкою з легким натиском. Потім візьміть в одну руку смужку, а в іншу - ручку, і зближує їх. Паперова смужка згинається в бік ручки, отже, між ними виникають сили тяжіння.

2. Покладіть дві паперові смужки поруч на зошит, проведіть по них ручкою кілька разів з легким натиском. Візьміть смужки в руки і зближує їх. При зближенні смужки згинаються в протилежні сторони, отже, між ними діють сили відштовхування.

3. Надійти повітряну кульку і потріть його про шерсть або хутро, або, краще за все, про своє волосся, і ви виявите, що куля буде прилипати до тіла, про яке ви його потерли, і до всіх інших оточуючих його тіл.

4. Візьміть шматочок пухкої гігроскопічної вати масою 3-5 мг. Добре наелектризується ебонітову паличку і опустіть на неї ватку. Вона притягнеться і наелектризується. Ривком палиці в сторону відірвіть вату і швидко підведіть палицю під вату, а далі можна управляти її рухом.