Навчання онлайн домашня школа фізики
Леонід С. Сухоруков
Електроскоп. Провідники і непроводнікі електрики.
Електризація тіл може здійснюватися не тільки при терті. Наприклад, якщо доторкнутися до тіла будь-яким попередньо наелектризованим предметом, то воно електризується.
Піднесемо наелектризовану ебонітову паличку до гільзі, виготовленої з металевої фольги і висить на шовкової нитки (рис. 1,2). Гільза спочатку притягнеться до палички, потім оттолкнется від неї. Очевидно, гільза, торкнувшись палички, отримала від неї негативний заряд. Це припущення можна перевірити, якщо до вже зарядженої гільзи піднести наелектризований скляну паличку. Гільза, яка тільки що відштовхнулася від ебонітовою палички, притягається до скляної.
За допомогою подібних дослідів можна виявити, що тіло наелектризоване, т. Е. Йому повідомлено електричний заряд. На розглянутому фізичному явищі заснована дія електроскопа (від грец. Слів електрон і скопео - спостерігати, виявляти). Електроскоп - це найпростіший прилад для виявлення електричних зарядів і приблизного визначення їх величини. Найпростіший шкільний електроскоп зображений на малюнку 3,4. У ньому металевий стрижень з листочками пропущений через пластмасову пробку, вставлену в металевий корпус. Корпус з обох сторін закритий склом. Якщо до незарядженому електроскопа піднести, наприклад, заряджену ебонітову паличку, то його пелюстки розійдуться (рис. 3). Якщо до позитивно зарядженого електроскопа піднести тіло, заряджене таким же знаком, як електроскоп, то його листочки розійдуться сильніше. Наближаючи до електроскопа тіло, заряджене протилежним за знаком зарядом, зауважимо, що кут між листочками електроскопа зменшиться (рис. 4).
Таким чином, заряджений електроскоп дозволяє виявити, яким зарядом наелектризоване ту чи іншу тіло.
За відхилення листочків електроскопа можна визначити також, збільшився або зменшився його заряд. Чим більше кут, на який розійдуться листочки електроскопа при його електризації, тим сильніше він наелектризований. Значить, тим більший електричний заряд на ньому знаходиться.
Існує ще один вид електроскопа - електрометрії (рис. 5). У ньому замість пелюсток на металевому стрижні укріплена стрілка - В. Вона, заряджаючись від стрижня D, відштовхується від нього на деякий кут (рис. 6).
При вивченні теплових явищ говорилося, що за здатністю проводити теплоту речовини діляться на хороші і погані провідники тепла.
За здатністю передавати електричні заряди речовини також діляться на провідники, напівпровідники і непроводнікі електрики.
Провідниками називають тіла, через які електричні заряди можуть переходити від зарядженого тіла до незаряджені.
Хороші провідники електрики - це метали, грунт, вода з розчиненими в ній солями, кислотами або лугами, графіт. Тіло людини також проводить електрику. Це можна виявити на досвіді. Торкнемося до зарядженого електроскопа рукою. Листочки негайно опустяться. Заряд з електроскопа йде по нашому тілу через пів кімнати в землю.
З металів кращі провідники електрики - срібло, мідь, алюміній.
Непроводниками називають такі тіла, через які електричні заряди не можуть переходити від зарядженого тіла до незаряджені.
Непроводниками електрики, або діелектриками. є ебоніт, бурштин, фарфор, гума, різні пластмаси, шовк, капрон, масла, повітря (гази). Виготовлені з діелектриків тіла називають ізоляторами (від італ. Слова ізоляро - усамітнюється).
Напівпровідниками називають тіла, які по можливості передавати електричні заряди займають проміжне положення між провідниками і діелектриками.
До напівпровідників відносяться кремній, германій, селен та ін. У напівпровідників здатність проводити електричні заряди різко збільшується при підвищенні температури.
Досліди, що дозволяють виявити тяжіння або відштовхування заряджених тіл, переконують нас в тому, що електричні заряди взаємодіють на відстані. Причому чим ближче один до одного знаходяться наелектризовані тіла, тим взаємодія між ними сильніше, чим далі - тим слабкіше.
В результаті тривалого вивчення електричних явищ встановлено, що будь-яке заряджене тіло оточене електричним полем.
Електричне поле - це особливий вид матерії, що відрізняється від речовини.
Наші органи почуттів не сприймають електричне поле. Виявити поле можна завдяки тому, що воно діє на всякий знаходиться в ньому заряд. Саме цим і пояснюється взаємодія наелектризованих тел. Електричне поле, що оточує один із зарядів, діє з деякою силою на інший заряд, поміщений в поле першого заряду. І навпаки, електричне поле другого заряду діє на перший.
Сила, з якою електричне поле діє на поза-сенний в нього електричний заряд, називається електричною силою.
Коли ми підносили заряджену паличку до зарядженої гільзи, то спостерігали відштовхування гільзи. Ми тим самим виявляли електричне поле палички по його дії на заряд, що знаходиться на гільзі. Але і гільза своїм полем діяла на ебонітову паличку. Таким чином, в разі наелектризованих тел спостерігається взаємодія.
Численні досліди дозволяють зробити висновок про те, що поблизу зарядженого тіла дію поля сильніше, а в міру віддалення від нього дію поля слабшає.
Так, піднесемо до гільзі паличку, заряджену зарядом протилежного знака. У міру наближення палички до гільзі кут відхилення гільзи буде збільшуватися (рис. 8).
Отже, чим ближче розташовані заряджені тіла, тим сильніше дія поля.