Як пояснити взаємодію наелектризованих тел досліди, приклади

Ще стародавні греки помітили, що якщо потерти про шматок вовняної тканини давню скам'янілу деревну смолу (бурштин), то він буде притягувати до себе багато предметів: пушинки, соломинки, волоски хутра та ін. В 17 столітті цей процес почали вивчати більш детально, а сучасні діти до сих пір люблять експерименти з наелектризованими тілами.

Історія вивчення явищ електризації
Різні види зарядів ( «+» і «-»)
електроскоп
Де використовується явище електризації?

Історія вивчення явищ електризації

На початку 17 століття подібні явища взаємодії тіл назвали електричними, оскільки на давньогрецькому бурштин звучав як «електрон». З'явилося розуміння того, що після натирання тіла, які починають притягувати інші предмети, набувають електричний заряд або наелектризовувати. При натирання ебонітовою палички про сукно притягувати клаптики паперу буде не тільки ебоніт, а й тканину. Стало зрозуміло, що взаємно електризуються обидва предмети в парі.

Демонструвати взаємодія наелектризованих тел можуть найрізноманітніші пари предметів: шовкова тканина і скляна паличка, папір і платівка з оргскла, хутро або сукно і ебонітова паличка (каучук вулканізований з сіркою).

Потім було встановлено, що електричний заряд може перетікати з одного предмета на інший. Варто їм лише торкнутися один одного, як частина заряду виявиться на незарядженому до цього предмет, який також почне притягати до себе ворсинки або шматочки паперу.

Якщо потерти скляною паличкою про паперовий лист, і тут же піднести її до дрібних паперовим шматочках, то останні почнуть притягатися до скла. Також буде вести себе і тонка цівка води.

Різні види зарядів ( «+» і «-»)

Властивість притягувати до себе предмети мають абсолютно всі наелектризовані тіла. Причому по їх тяжінню не можна визначити, який заряд придбав, наприклад, ебоніт, потертий об хутро, а який скляна паличка, потерта об шовк, адже обидва наелектризованих предмета в результаті однаково притягують до себе шматочки паперу. Чи означає це, що на предметах з різних матеріалів скупчуються однакові заряди?

Щоб провести лабораторне спостереження взаємодії наелектризованих тіл, потрібно взяти пару ебонітових паличок і наелектризована їх про хутро. Потім підвісити одну паличку за центр ваги і наблизити до неї другу паличку. Можна помітити, що тепер палички будуть відштовхуватися. Рівно такий же результат вийде, якщо замість ебоніту взяти скляні палички, а замість хутра шовк. А ось якщо до наелектризованої палички з ебоніту піднести наелектризований паличку зі скла, то вони почнуть притягатися один до одного. Тобто, очевидно, що наелектризовані предмети будуть взаємно притягатися або відштовхуватися. Як пояснити взаємодію наелектризованих тел в даному випадку?

Очевидно, що при електризації у ебонітовою палички виникає інше заряд, ніж у скляній, що і підтверджують експерименти.

Свого часу домовилися називати електричний заряд натертої шовком скляної палички позитивним, а заряд потертій про хутро ебонітовою палички негативним. Частина тіл електризується позитивно, подібно скляній паличці, а інша частина тел електризується негативно, як ебоніт. Позитивний заряд позначили знаком «+», а негативний - знаком «-».

Якщо до наелектризованої ебонітової палички підносити різні наелектризовані предмети (пластмасу, гуму і т.д.), то одні будуть відштовхувати ебоніт, а інші притягувати. Якщо ебоніт і інший предмет відштовхуються, то останній має такий же негативний заряд, а якщо спостерігається тяжіння предмета і ебоніту, то у предмета присутній позитивний заряд. Тобто, очевидно наступне:

якщо тіла мають однаковий заряд, то вони відштовхуються;
якщо у тел різні заряди, то вони притягуються.

електроскоп

Тіла можуть електризуватися не тільки шляхом тертя. Отримати заряд предмет може, якщо їм торкнутися іншого зарядженого предмета. З металевої фольги можна зробити гільзу і підвісити її на шовковій нитці. Якщо до гільзі піднести наелектризований ебоніт, то гільза спочатку притягнеться до нього, але відразу ж і відштовхнеться від палички. Тобто, при дотику до ебоніту, гільза отримала від нього порцію негативного заряду. Це можна додатково перевірити, якщо тепер піднести до зарядженої негативно гільзі потерту об шовк скляну паличку - гільза відразу ж притягнеться до скла з протилежним зарядом.

Аналогічний досвід наочно демонструють, що предмет наелектризоване, тобто має надлишкову електричний заряд. На цьому явищі побудована робота найпростішого приладу - електроскопа, що дозволяє спостерігати наявність заряду. За допомогою електроскопа можна не тільки визначити наявність електричного заряду, але і приблизно визначити його величину.

На малюнку внизу зображений найпростіший шкільний електроскоп (прилад для виявлення і вимірювання електричного заряду), в якому на пластмасовій осі закріплений металевий стрижень з пелюстками, і все це знаходиться в металевому корпусі, який з двох сторін має скління. Якщо піднести до незарядженому електроскопа заряджену ебонітову паличку, то пелюстки приладу розійдуться. Якщо до нього піднести ще одне тіло з зарядом того ж знаку, то пелюстки електроскопа розійдуться ще сильніше. Але якщо піднести до нього предмет, що має протилежний заряд, то кут між листочками стане менше.

Таким чином, за допомогою електроскопа можна зрозуміти, який тип заряду несе ту чи іншу тіло. За ступенем відхилення пелюсток електроскопа можна оцінити, чи став його заряд більше або менше, адже чим більше заряд, переданий приладу, тим сильніше розходяться його пелюстки. Тобто електроскоп сильніше наелектризоване.

Де використовується явище електризації?

Принцип взаємної електризації тіл під час дотику використовується в роботі:

копіювальних машин - ксероксів;
електричних фільтрів, що виловлюють пил і дим з повітря;
при фарбуванні предметів розпиленням дрібні частинки фарби також електризуються, в результаті чого міцніше і рівніше прикріплюються до поверхні, що фарбується.

Поділіться статтею з друзями:

Вас зацікавить:

Нейробиология: що це за наука і що вона вивчає? Її історія розвитку та сучасні методи

Відповідь на питання, що вивчає нейробиология, досить коротким. Нейробиология - це галузь біології та наука, що вивчає будову, функції і фізіологію мозку.