Elektroskop. Električno polje

§ 1 Elektroskop i elektrometar, princip rada

Postoje instrumenti pomoću kojih možete detektovati naelektrisanje tela, a to su elektroskop i elektrometar.

Elektroskop (od grčkih riječi "elektron" i skopeo - promatrati, otkrivati) je uređaj koji se koristi za otkrivanje električnih naboja.

Namjena uređaja:

Detekcija punjenja;

Određivanje znaka punjenja;

Procjena veličine naboja.

Elektroskop se sastoji od metalne šipke na kojoj su obješene dvije lako pomične trake papira ili folije. Štap je osiguran ebonitnim čepom unutar cilindričnog metalnog kućišta zatvorenog staklenim poklopcima.

Princip rada elektroskopa zasniva se na fenomenu naelektrisanja. Kada protrljana staklena šipka (pozitivno nabijena) dodirne uređaj (elektroskop), električni naboji će teći kroz štap do listova. Imajući isti znak naboja, tijela će se početi odbijati, pa će se listovi elektroskopa razilaziti pod određenim kutom. Potrošnja listova pod uglom veće vrednosti nastaje kada se elektroskop prenese veće naelektrisanje, te stoga dovodi do povećanja odbojne sile između tela (sl.). Prema tome, po kutu divergencije listova možete saznati o količini naboja elektroskopa. Donesemo li tijelo čiji je naboj negativan na uređaj pozitivno nabijen, primijetit ćemo da će se kut između listova smanjiti. Zaključak: elektroskop omogućava otkrivanje znaka naboja tijela koje se proučava.

Osim elektroskopa, može se razlikovati još jedan uređaj - elektrometar. Princip rada uređaja je praktično isti. Elektrometar ima lagani aluminijski pokazivač, uz pomoć kojeg se po kutu otklona može saznati kolika je količina naboja prenesena na šipku elektrometra.

§ 2 Električno polje i njegove karakteristike

Tijela se naelektriziraju na sljedeći način: daju im se pozitivan ili negativan naboj, povećavajući ili smanjujući količinu naboja. U tom slučaju tijela poprimaju različita svojstva i mogu privlačiti ili odbijati druga tijela. Kako tijelo "razumije" da naboj drugog mora biti privučen ili odbijen? Da biste odgovorili na ovo pitanje, morate saznati poseban obrazac materija - “električno polje”.

Naelektrizirajmo metalnu kuglicu na plastičnom postolju i kuglicu od svijetle plute na niti sa istim imenom (istog znaka) (nazovimo je probnom kuglom). Prenijećemo ga na različite tačke u prostoru oko velike lopte. Primetićemo da se u svakoj tački prostora oko naelektrisanog tela detektuje sila koja deluje na test loptu. Možemo vidjeti da postoji po otklonu kuglične niti. Kako se loptica udaljava od probne lopte, loptica na tetivi se manje odbija, pa sila koja na nju djeluje postaje sve manja (prema kutu odstupanja tetive od ravnotežnog položaja).

Dakle, u svakoj tački u prostoru oko naelektrisanih ili magnetizovanih tela postoji takozvano polje sile koje može uticati na druga tela.

Električno polje je posebna vrsta materije stvorena električnim stacionarnim nabojem i koja djeluje s određenom silom na slobodni naboj koji se nalazi u ovom polju.

Karakteristike terena:

1. Materijalno je, jer djeluje na materijalne objekte (lako slobodno tijelo - rukav).

2. Stvarno je, jer postoji svuda, pa čak i u vakuumu (bezvazdušnom prostoru) i nezavisno od čoveka.

3. Nevidljiv i ne utiče na ljudska čula.

4. Nema određenu veličinu, granicu, oblik.

5. Zauzima sav prostor oko datog naelektrisanog tela.

6. Kako se udaljavate od naboja, polje slabi.

7. Ima energiju.

8. Električna polja imaju dva principa: princip nezavisnosti (ako postoji više polja, onda svako polje postoji nezavisno od drugog), princip superpozicije (preklapanja) - polja ne iskrivljuju jedno drugo.

9. Oko naelektrisanog tijela postoje čestice. Svako nabijeno tijelo ima svoje električno polje oko sebe.

10. Polje se detektuje uticajem određene sile na slobodno naelektrisano telo. Ova sila se naziva električna.

§ 3 Linije električnog polja

Da bismo grafički prikazali polje i saznali njegov smjer širenja, potrebno je koristiti metodu polja polja.

Da bismo to učinili, izvršimo eksperiment.

Uzmimo dvije metalne kuglice na plastičnim postoljima, kao i iglu, također postavljenu na postolje. Postavite kuglice na udaljenosti od 40-50 cm jedna od druge, a između njih - postolje s iglom. Na njemu izbalansirajte suhu drvenu traku. Kao što vidite, kuglice imaju različite znakove naboja, vidjet ćemo da će se kriška okrenuti tako da se nalazi na pravoj liniji koja spaja kuglice (vidi gornji dio slike).

Ako stavite komadić unutra različite pozicije u blizini loptica (vidi sliku), napominjemo da će zauzeti poziciju na mentalno nacrtanim linijama u obliku luka koje spajaju kuglice; Upravo ovako izgledaju linije električnog polja.

Hajde da demonstriramo zanimljiv slučaj: postoje naelektrisana tela. Preko njih stavite staklo, a po površini čaše pospite sitno isjeckane dlačice. Pod uticajem polja počinju da se orijentišu na zanimljiv način i pojavljuje se „slika“ koja pokazuje lokaciju tela. (pogledajte slike ispod). S lijeve i desne strane orijentirane su oko pozitivno i negativno nabijenih čestica, au središnjem dijelu - oko suprotno nabijenih kuglica.

Linije sile su prikazane kao "češće" linije u kojima se detektuje veći električni naboj, a samim tim i veća električna sila kada dato polje utiče na telo. Model linije polja pokazuje veličinu sile i smjer djelovanja polja na tijela i čestice smještene u polju.

Postoji uređaj pomoću kojeg možete saznati veličinu i znak naelektrisanja, što je bitno električnih pojava. Takođe, električno polje je „vezano” za naelektrisanje. Kada se naboj kreće u drugom smjeru, polje ga odmah slijedi.

Spisak korišćene literature:

1. fizika. 8. razred: Udžbenik za opšteobrazovne ustanove/A.V. Peryshkin. – M.: Drfa, 2010.
2. Fizika 7-9. Udžbenik. I.V. Krivchenko.
3. fizika. Imenik. O.F. Kabardin. - M.:AST-PRESS, 2010.

Ako ste nosili odjeću od sintetičke tkanine, onda je velika vjerovatnoća da ćete uskoro doživjeti ne baš ugodne posljedice takve aktivnosti. Vaše tijelo će se naelektrizirati i kada pozdravite prijatelja ili dodirnete kvaku, osjetit ćete oštar ubod struje.

Nije smrtonosno niti opasno, ali nije baš prijatno. Svako se barem jednom u životu susreo sa sličnim fenomenom. Ali često otkrijemo da smo se naelektrizirali posljedicama. Da li je moguće znati da je tijelo naelektrizirano? na neki ugodniji način od električne injekcije? Može.

Za šta se koriste elektroskop i elektrometar?

Najjednostavniji uređaj za određivanje elektrifikacije je elektroskop. Njegov princip rada je vrlo jednostavan. Ako dodirnete elektroskop tijelom koje ima neku vrstu naboja, tada će se to naelektrisanje prenijeti na metalnu šipku s laticama unutar elektroskopa. Latice će dobiti naboj istog znaka i raspršiti se, odbijene istim nabojem jedna od druge. Na skali možete vidjeti veličinu naboja u kulonima. Postoji još jedna vrsta elektroskopa - elektrometar. Umjesto latica, na metalnu šipku je pričvršćena strelica. Ali princip rada je isti - štap i strijela su nabijeni i međusobno se odbijaju. Količina otklona igle pokazuje nivo punjenja na skali.

Podjela električnog naboja

Postavlja se pitanje: ako naboj može biti različit, da li to znači da postoji neki iznos najmanjeg naboja koji se ne može podijeliti? Na kraju krajeva, možete smanjiti naplatu. Na primjer, spajanjem nabijenog i nenabijenog elektroskopa sa žicom podijelit ćemo naboj jednako, što ćemo vidjeti na obje skale. Nakon što smo ručno ispraznili jedan elektroskop, ponovo dijelimo naboj. I tako sve dok količina naboja ne postane manja od minimalne podjele skale elektroskopa. Koristeći instrumente za preciznija mjerenja, bilo je moguće utvrditi da podjela električnog naboja nije beskonačna. Vrijednost najmanjeg naboja označava se slovom e i naziva se elementarnim nabojem. e=0,00000000000000000016 Cl=1,6*(10)^(-19) Cl (Coulomb). Ova vrijednost je milijarde puta manja od količine naboja koju dobijamo naelektriziranjem kose češljem.

Suština električnog polja

Drugo pitanje koje se nameće prilikom proučavanja fenomena elektrifikacije je sljedeće. Da bismo prenijeli naboj, potrebno je direktno dodirnuti drugo tijelo naelektriziranim tijelom, ali da bi naboj djelovao na drugo tijelo, direktan kontakt nije neophodan. Dakle, elektrificirana staklena šipka privlači komade papira iz daljine, a da ih ne dodiruje. Možda se ova privlačnost prenosi zrakom? Ali eksperimenti pokazuju da u bezzračnom prostoru ostaje efekat privlačnosti. Šta je onda?

Ovaj fenomen se objašnjava postojanjem naelektrisanih tela u okolini određeni tip materija - električno polje. Električno polje u predmetu fizike 8. razreda daje sljedeću definiciju: Električno polje je posebna vrsta materije, različita od materije, koja postoji oko svakog električnog naboja i može djelovati na druga naboja. Iskreno govoreći, još uvijek nema jasnog odgovora šta je to i koji su mu uzroci. Sve što znamo o električnom polju i njegovim efektima je utvrđeno empirijski. Ali nauka ide napred i želim da verujem u to ovo pitanjeće jednog dana biti riješeno do potpune jasnoće. Štaviše, iako ne razumijemo u potpunosti prirodu postojanja električnog polja, ipak smo već prilično dobro naučili kako koristiti ovaj fenomen za dobrobit čovječanstva.

Slajd 2

Elektroskop

Nakon nastave učenik zna:

• Struktura i namjena elektroskopa
  (elektrometar).
• Pojmovi električnog polja, električnih sila.
• Provodnici i dielektrici.

• Identifikujte i sistematizujte šta imaju
  znanja o elektrifikaciji tijela.
• Objasniti djelovanje električnog polja na
  električni naboj uveden u njega.
• Produbljuje znanja o elektrifikaciji tijela.
• Razvija intelektualne vještine.

Struktura lekcije:

1. Organizaciona faza.
2. Ponavljanje radi ažuriranja prethodnog znanja.
3. Formiranje novih znanja.
4. Konsolidacija, uključujući primjenu novih znanja u
   promenjena situacija.
5. Domaći.
6. Sumiranje lekcije.

1. Elektroskop (1 primjerak).
2. Elektrometar (2 primjerka), metal
   dirigent, lopta.
3. Elektroforna mašina.
4. "Sultani".
5. Staklo i štapić od ebonita; (vuna, svila).
6. Prezentacija.