Fizika! Koliki je kapacitet riječi!
Za nas fizika nije samo zvuk!
Fizika – potpora i temelj
Sve znanosti bez iznimke!
- objasniti učenicima mehanizam elektrifikacije tijela,
- razvijati istraživačke i kreativne vještine,
- stvoriti uvjete za povećanje interesa za proučavano gradivo,
- pomoći učenicima da shvate praktični značaj, korisnost stečenih znanja i vještina.
Oprema:
- elektroforski stroj,
- elektrometar,
- sultani,
- štapići od ebanovine i stakla,
- svilene i vunene tkanine,
- elektroskop,
- spojne žice, destilirana voda, parafinske perle,
- aluminijski i papirnati cilindri, svilene niti (obojene i neobojene).
Na stolu: Vodiči, izolatori, smola i naboji stakla.
- - utjecaj
- - fotoelektrični efekt (pod utjecajem svjetlosti).
TIJEKOM NASTAVE
1. Uvodni govor učitelja
U svakodnevnom životu osoba promatra ogroman broj pojava i, možda, mnogo više pojava ostaje nezapaženo.
Postojanje ovih pojava "gura" osobu da ih traži, otkriva i objašnjava te pojave. Takav fenomen kao što je pad tijela na tlo kod osobe više ne izaziva nikakvo iznenađenje. Ali, treba napomenuti da zemlja i ovo tijelo međusobno djeluju bez dodirivanja. Oni međusobno djeluju najpoznatijom radnjom - gravitacijskim privlačenjem (gravitacijska polja). Navikli smo da tijela djeluju jedno na drugo, uglavnom izravno. Postoje i takvi fenomeni, poznati starim Grcima, koji svaki put izazivaju zanimanje kod djece i odraslih. To su električni fenomeni.
Primjeri električnih interakcija vrlo su raznoliki i nisu nam toliko poznati od djetinjstva kao, na primjer, privlačnost Zemlje. Ovaj interes objašnjava se i činjenicom da ovdje imamo velike mogućnosti za stvaranje i promjenu eksperimentalnih uvjeta, korištenjem jednostavne opreme.
Pratimo napredak identificiranja i proučavanja nekih fenomena.
2. Povijesna pozadina (studentska izvješća)
Grčki filozof Tales iz Mileta, koji je živio 624-547. Kr., otkrili su da jantar, protrljan o krzno, stječe svojstvo privlačenja malih predmeta - paperja, slamki itd. Kasnije je taj fenomen nazvan elektrifikacija.
Godine 1680. njemački znanstvenik Oto von Guericke izgradio je prvi električni stroj i otkrio postojanje električnih sila odbijanja i privlačenja.
Prvi znanstvenik koji je zastupao stajalište o postojanju dvije vrste naboja bio je Francuz Charles Dufay (1698.–1739.). Elektricitet koji se pojavljuje prilikom trljanja smole Dufay je nazvao smola, a elektricitet koji se pojavljuje kada se staklo trlja je staklo. U modernoj terminologiji, "smolasti" elektricitet odgovara negativnim nabojima, a "stakleni" elektricitet pozitivnim. Najuvjerljiviji protivnik teorije o postojanju dviju vrsta naboja bio je poznati Amerikanac Benjamin Franklin (1706. - 1790.). On je prvi uveo koncept pozitivnih i negativnih naboja. Prisutnost ovih naboja u tijelima objasnio je viškom ili nedostatkom neke opće električne tvari u tijelima. Ova posebna materija, kasnije nazvana "Franklinova tekućina", po njegovom mišljenju, imala je pozitivan naboj. Dakle, tijekom elektrifikacije tijelo ili dobiva ili gubi pozitivne naboje. Lako je pretpostaviti da je Franklin pomiješao pozitivne naboje s negativnim, a tijela izmjenjuju elektrone (koji nose negativan naboj). Uvelike zbog ove činjenice, smjer kretanja pozitivnog naboja je kasnije pogrešno zamijenjen sa smjerom struje u metalima.
Englez Robert Simmer (1707. - 1763.) skrenuo je pozornost na neobično ponašanje svojih vunenih i svilenih čarapa. Nosio je dva para čarapa: crnu vunu za toplinu i bijelu svilu za ljepotu. Skidajući obje čarape s noge odjednom i izvlačeći jednu iz druge, gledao je kako obje čarape nabubre, poprimaju oblik noge i privlače jedna drugoj. Međutim, čarape iste boje odbijale su, a različite boje privlačile. Na temelju svojih zapažanja, Simmer je postao revni pobornik teorije dviju optužbi, zbog čega je dobio nadimak "napuhani filozof".
Modernim jezikom rečeno, njegove su svilene čarape imale negativan naboj, dok su njegove vunene čarape imale pozitivan naboj.
3. Fenomen elektrifikacije tijela
Učitelj, nastavnik, profesor: Koje tijelo se naziva nabijenim?
Student: Ako tijelo može privlačiti ili odbijati druga tijela, tada ima električni naboj. Za takvo tijelo se kaže da je nabijeno. Naboj - svojstvo tijela, - sposobnost elektromagnetske interakcije.
(Demonstracija djelovanja nabijenog tijela).
Učitelj, nastavnik, profesor:Što se zove elektroskop?
Student: Uređaj koji vam omogućuje da otkrijete prisutnost naboja u tijelu i procijenite ga naziva se elektroskop.
Učitelj, nastavnik, profesor: Kako radi i kako radi elektroskop?
Student: Glavni dio elektroskopa je vodljiva izolirana šipka, na kojoj je pričvršćena strelica koja se može slobodno okretati. Kada se pojavi naboj, strelica i štap su nabijeni nabojima istog znaka, pa stoga, odbijajući, stvaraju kut otklona čija je vrijednost proporcionalna primljenom naboju.
(Demonstracija rada uređaja).
Učitelj, nastavnik, profesor: Do naelektrisanja tijela može doći u raznim slučajevima, t.j. postoje različiti načini naelektriziranja tijela:
- trenje,
- udarac,
- kontakt,
- utjecaj,
- pod utjecajem svjetlosne energije.
Pogledajmo neke od njih.
Učenik: Ako utrljajte štapić od ebonita o vunu, tada će ebonit dobiti negativan naboj, a vuna - pozitivan naboj. Prisutnost ovih naboja detektira se pomoću elektroskopa. Da biste to učinili, dodirnite štap elektroskopa ebonitnim štapićem ili vunenom krpom. U tom se slučaju dio naboja ispitnog tijela prenosi na štap. Usput, u ovom slučaju dolazi do kratkotrajne električne struje. Razmotrimo interakciju dvaju papirnatih patrona obješenih na konac, jedan nabijen iz štapića od ebanovine, a drugi iz vunene tkanine. Imajte na umu da ih privlače jedno drugo. To znači da se tijela suprotnih naboja privlače. Ne može svaka tvar prenositi električne naboje. Tvari kojima se naboji mogu prenositi nazivaju se vodiči, a tvari kojima se naboji ne prenose nazivaju se nevodiči – dielektrici (izolatori). To se može saznati i uz pomoć elektroskopa, povezujući ga s nabijenim tijelom, tvarima raznih vrsta.
Bijela svilena nit ne provodi naboj, ali obojena svilena nit provodi. (slika A)
Bijeli svileni konac Obojeni svileni konac
Razdvajanje naboja i pojava dvostrukog električnog sloja na mjestima njihova dodira, bilo koja dva različita tijela, izolatori ili vodiči, krute tvari, tekućine ili plinovi. Opisujući elektrifikaciju trenjem, uvijek smo za pokus uzimali samo dobre izolatore - jantar, staklo, svilu, ebonit. Zašto? Jer u izolatorima naboj ostaje na mjestu gdje je nastao i ne može proći cijelom površinom tijela do drugih tijela u dodiru s njim. Iskustvo propada ako su oba tijela za trljanje metala s izoliranim ručkama, jer ih ne možemo odvojiti jedno od drugog odjednom po cijeloj površini.
Zbog neizbježne hrapavosti površine tijela, u trenutku razdvajanja uvijek postoje neke posljednje dodirne točke - “mostovi” kroz koje u posljednjem trenutku izlaze svi suvišni elektroni i oba metala nisu nabijena.
Učitelj: Pogledajmo sada elektrifikaciju dodirom.
Učenik: Ako kuglicu parafina uronimo u destiliranu vodu, a zatim je izvadimo iz vode, tada će se i parafin i voda napuniti. (slika B)
Elektrifikacija vode i parafina odvijala se bez ikakvog trenja. Zašto? Ispada da pri naelektriziranju trenjem samo povećavamo dodirnu površinu i smanjujemo udaljenost između atoma tijela koja se trlja. U slučaju vode - parafina, bilo kakva hrapavost ne ometa pristup njihovih atoma.
To znači da trenje nije preduvjet za naelektriziranje tijela. Postoji još jedan razlog zašto u tim slučajevima dolazi do elektrifikacije.
Učenik: Rad elektrofornog stroja temelji se na naelektriziranju tijela utjecajem. Naelektrizirano tijelo može komunicirati s bilo kojim električnim neutralnim vodičem. Kada se ta tijela međusobno približavaju, zbog električnog polja nabijenog tijela dolazi do preraspodjele naboja u drugom tijelu. Bliže nabijenom tijelu, naboji su suprotnog predznaka od nabijenog tijela. Dalje od nabijenog tijela u vodiču (čahura ili cilindra) nalaze se naboji istog imena kao i nabijeno tijelo.
Budući da je udaljenost pozitivnih i negativnih naboja u cilindru od kuglice različita, prevladavaju sile privlačenja i cilindar se odbija prema naelektriziranom tijelu. Ako ruka dotakne dalju stranu tijela od nabijene lopte, tijelo će skočiti na nabijenu loptu. To je zbog činjenice da elektroni skaču na ruku, čime se smanjuju odbojne sile. Riža. D.
Učitelj: Koliko će trajati ova situacija? (slika D)
Učenik: Nakon nekoliko sekundi dogodit će se podjela naboja i cilindar će se odvojiti od lopte. Njihov će karakter u budućnosti ovisiti o vrijednosti zbroja njihovih troškova. Ako je njihov zbroj jednak nuli, tada su njihove interakcijske sile jednake nuli. Ako je Fp< 0, то они оттолкнутся друг от друга, но на меньший угол .
Učitelj: Razmotrite naelektriziranje tijela pod utjecajem svjetlosne energije (fotoelektrični efekt).
Student: Usmjerimo jaku svjetlosnu zraku na cink disk (ploču) pričvršćenu na elektrometar. Pod utjecajem svjetlosne energije iz ploče se emitira određen broj elektrona. Ispada da je sama ploča pozitivno nabijena. O veličini ovog naboja može se suditi po kutu otklona igle elektrometra. (slika E)
Učitelj: Uvjerili smo se da je smanjenjem udaljenosti između atoma fenomen naelektrizacije učinkovitiji. Zašto?
Učenik: Zato što se time povećavaju Coulombove sile privlačenja između jezgre atoma i elektrona susjednog atoma.
Elektron koji je slabo vezan za svoju jezgru preskače.
Učitelj: Razmotrite kako se kemijski elementi nalaze u periodnom sustavu kemijskih elemenata.
Učenik: Postoji oko 500 oblika periodnog sustava kemijskih elemenata. Od njih, u jednoj, 18-ćeliji, elementi su raspoređeni prema strukturi elektroničkih ljuski njihovih atoma i dani su u priručniku o općoj i anorganskoj kemiji N.F. Stasa.
Svojstva i karakteristike atoma, uključujući elektronegativnost i valenciju elemenata, u skladu su s periodičnim zakonom.
Polumjeri atoma i iona u periodima se smanjuju, jer elektronska ljuska atoma ili iona svakog sljedećeg elementa u razdoblju, u usporedbi s prethodnim, postaje gušća zbog povećanja naboja jezgre i povećanja privlačenja elektrona u jezgru.
Polumjeri u skupinama rastu kao atom (ion) svakog elementa razlikuje se od višeg pojavom novog elektroničkog sloja. Kada se atom transformira u kation (pozitivni ion), atomski polumjeri se naglo smanjuju, a kada se atom transformira u anion (negativni ion), atomski radijusi se gotovo ne mijenjaju.
Energija utrošena na odvajanje elektrona od atoma i transformaciju u pozitivni ion naziva se ionizacija. Napon pri kojem dolazi do ionizacije naziva se ionizacijski potencijal.
Ionizacijski potencijal je fizikalna karakteristika koja je pokazatelj metalnih svojstava elementa: što je manji, to se lakše odvaja elektron od atoma i to su metalna (reducirajuća) svojstva elementa izraženija.
Tablica 1. Ionizacijski potencijali atoma (eV/atom) elemenata drugog razdoblja
| Element | J 1 | J 2 | J 3 | J 4 | J 5 | J 6 | J 7 | J 8 |
| litij | 5,39 | 75,6 | 122,4 | --- | --- | --- | --- | --- |
| Berilijum | 9,32 | 18,2 | 158,3 | 217,7 | --- | --- | --- | --- |
| Bor | 8,30 | 25,1 | 37,9 | 259,3 | 340,1 | --- | --- | --- |
| Ugljik | 11,26 | 24,4 | 47,9 | 64,5 | 392,0 | 489,8 | --- | --- |
| Dušik | 14,53 | 29,6 | 47,5 | 77,4 | 97,9 | 551,9 | 666,8 | --- |
| Kisik | 13,60 | 35,1 | 54,9 | 77,4 | 113,9 | 138,1 | 739,1 | 871,1 |
| Fluor | 17,40 | 35,0 | 62,7 | 87,2 | 114,2 | 157,1 | 185,1 | 953,6 |
| Neon | 21,60 | 41,1 | 63,0 | 97,0 | 126,3 | 157,9 |
Učitelj: Postoji takva stvar kao što je elektronegativnost, koja igra odlučujuću ulogu u naelektriziranju tijela. O tome ovisi predznak naboja koji je primio element tijekom elektrifikacije. Što je elektronegativnost?
Student: Elektronegativnost je svojstvo kemijskog elementa da privlači elektrone svom atomu iz atoma drugih elemenata s kojima element tvori kemijsku vezu u spojevima.
Elektronegativnost elemenata odredili su mnogi znanstvenici: Pauling, Allred i Rohov. Došli su do zaključka da se elektronegativnost elemenata povećava u periodima, a smanjuje u skupinama poput ionizacijskih potencijala. Što je niža vrijednost ionizacijskog potencijala, veća je vjerojatnost gubitka elektrona i transformacije u pozitivan ion ili pozitivno nabijeno tijelo ako je tijelo homogeno.
Tablica 2. Relativna elektronegativnost (EO) elemenata prvog, drugog i trećeg razdoblja.
| Element | EO | Element | EO | Element | EO | |||
| Pauling | Prema Olred-Rohovu | Pauling | Prema Olred-Rohovu | Pauling | Prema Olred-Rohovu | |||
| H | 2,1 | 2,20 | Li | 1,0 | 0,97 | Na | 0,9 | 1,01 |
| Biti | 1,5 | 1,17 | Mg | 1,2 | 1,23 | |||
| B | 2,0 | 2,07 | Al | 1,5 | 1,47 | |||
| C | 2,5 | 2,50 | Si | 1,8 | 1,74 | |||
| N | 3,0 | 3,07 | P | 2,1 | 2,06 | |||
| O | 3,5 | 3,50 | S | 2,5 | 2,44 | |||
| F | 4,0 | 4,10 | Cl | 3,0 | 2,83 | |||
Učitelj, nastavnik, profesor: Iz svega se može izvesti sljedeći zaključak: ako su u interakciji dva homogena elementa iz istog razdoblja, tada se može unaprijed reći koji će od njih biti pozitivno, a koji negativno.
Tvar čiji atom ima veću valenciju (veću od broja grupe) u odnosu na atom druge tvari bit će negativno nabijena, a druga tvar je pozitivna.
Ako homogene tvari iz jedne skupine međusobno djeluju, tada će tvar s nižim periodom ili serijskim brojem biti negativno nabijena, a drugo tijelo koje djeluje pozitivno.
Učitelj, nastavnik, profesor: U ovoj lekciji pokušali smo otkriti mehanizam elektrifikacije tijela. Saznali smo zašto tijelo nakon elektrifikacije prima naboj jednog ili drugog znaka, t.j. odgovorio na glavno pitanje - zašto? (kao, na primjer, odjeljak o mehanici "Dinamika" odgovara na pitanje: zašto?)
Sada navodimo pozitivne i negativne vrijednosti elektrifikacije tijela.
Student: Statički elektricitet može imati negativne učinke:
Povlačenje kose prema češlju;
Razmaknuti vlasi, kao nabijeni sultan;
Razni sitni predmeti koji se lijepe za odjeću;
U tkaonicama se pređa lijepi za bobine, što dovodi do čestih prekida.
Akumulirani naboji mogu uzrokovati električna pražnjenja koja mogu imati različite posljedice:
Munja (dovodi do požara);
Pražnjenje u tankeru goriva dovest će do eksplozije;
Prilikom punjenja gorivom, svako pražnjenje može uzrokovati eksploziju.
Za uklanjanje statičkog elektriciteta svi uređaji i oprema, pa čak i kamion za gorivo, su uzemljeni. Koristite posebno antistatičko sredstvo.
Student: Statički elektricitet može imati koristi:
Kod bojanja malih dijelova pištoljem za prskanje boja i tijelo se nabijaju suprotnim nabojima, što dovodi do velike uštede u boji;
U medicinske svrhe koristi se statički tuš;
Elektrostatički filteri se koriste za čišćenje zraka od prašine, čađe, kiselih i alkalnih para;
Za dimljenje ribe u posebnim električnim mjeračima (riba je nabijena pozitivno, a elektrode negativne, dimljenje u električnom polju je deset puta brže).
Zbrajanje rezultata lekcije.
Učitelj, nastavnik, profesor: Prisjetimo se svrhe naše lekcije i nacrtajmo kratki sažetak.
- Što je bilo novo u lekciji?
- Što je bilo zanimljivo?
- Što je bilo važno u lekciji?
Zaključci učenika:
- Pojave u kojima tijela dobivaju svojstva privlačenja drugih tijela nazivaju se naelektrizacijom.
- Elektrifikacija se može dogoditi kontaktom, utjecajem, kada je izložena svjetlu.
- Tvari su: elektronegativne i elektropozitivne.
- Znajući pripadnost tvari, može se predvidjeti koje će naboje primiti tijela koja djeluju.
- Trenje samo povećava kontaktnu površinu.
- Tvari su vodiči i neprovodnici elektriciteta.
- Izolatori akumuliraju naboje tamo gdje su nastali (na mjestima kontakta).
- U vodičima se naboji ravnomjerno raspoređuju po volumenu.
Rasprava i ocjenjivanje sudionika sata.
Književnost.
- G.S. Landsberg. Udžbenik za osnovnu fiziku. T.2. - M., 1973.
- N.F. Ostani. Priručnik iz opće i anorganske kemije.
- I.G. Kirillova. Knjiga za čitanje iz fizike. M., 1986.
U normalnim uvjetima mikroskopska tijela su električno neutralna, jer su pozitivno i negativno nabijene čestice koje tvore atome međusobno povezane električnim silama i tvore neutralne sustave. Ako je narušena električna neutralnost tijela, tada se takvo tijelo naziva naelektrizirano tijelo... Za elektrifikaciju tijela potrebno je da se na njemu stvori višak ili manjak elektrona ili iona istog predznaka.
Metode naelektriziranja tijela, koji predstavljaju interakciju nabijenih tijela, mogu biti sljedeći:
- Naelektrizirajuća tijela pri kontaktu... U tom slučaju, uz bliski kontakt, mali dio elektrona se prenosi s jedne tvari, u kojoj je veza s elektronom relativno slaba, na drugu tvar.
- Elektrifikacija tijela tijekom trenja... Time se povećava površina kontakta između tijela, što dovodi do povećane elektrifikacije.
- Utjecaj... Utjecaj se temelji na fenomen elektrostatičke indukcije, odnosno indukcija električnog naboja u tvari smještenoj u stalno električno polje.
- Naelektriziranje tijela pod utjecajem svjetlosti... Ovo se temelji na fotoelektrični efekt, ili fotoefekt, kada pod djelovanjem svjetlosti elektroni mogu izletjeti iz vodiča u okolni prostor, uslijed čega se vodič nabije.
Negativan naboj tijelo je zbog viška elektrona na tijelu u odnosu na protone, i pozitivan naboj zbog nedostatka elektrona.
Kada se tijelo naelektrizira, odnosno kada se negativni naboj djelomično odvoji od pridruženog pozitivnog naboja, zakon održanja električnog naboja... Zakon održanja naboja vrijedi za zatvoreni sustav, koji ne ulazi izvana i iz kojeg nabijene čestice ne izlaze. Zakon održanja električnog naboja formulira se na sljedeći način:
U zatvorenom sustavu, algebarski zbroj naboja svih čestica ostaje nepromijenjen:
q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n = konst
Gdje je q 1, q 2 itd. - naboji čestica.
Interakcija električno nabijenih tijela
Interakcija tijela imaju naboje istih ili različitih predznaka mogu se pokazati u sljedećim pokusima. Ebonitni štapić naelektriziramo trljanjem o krzno i dodirujemo ga s metalnim rukavom obješenim na svilenu nit. Naboji istog predznaka (negativni naboji) raspoređeni su na rukavu i štapiću od ebonita. Približavanjem negativno nabijenog štapića od ebanovine nabijenom rukavu možete vidjeti da će se rukav odbiti od štapa (slika 1.2).
Riža. 1.2. Interakcija tijela s nabojima istog predznaka.
Donesete li sada staklenu šipku, protrljanu o svilu (pozitivno nabijenu), na nabijeni rukav, rukav će biti privučen njome (slika 1.3).
Riža. 1.3. Interakcija tijela s nabojima različitih predznaka.
Odatle slijedi da se tijela s nabojem istog znaka (istoimenska tijela) međusobno odbijaju, a tijela s nabojima različitih predznaka (tijela suprotnih imena) međusobno se privlače. Slični se inputi dobivaju ako se dva sultana približe, nabijena istim imenom (slika 1.4) i suprotno nabijena (slika 1.5).
Sva tijela i tvari sastoje se od atoma, koji se pak sastoje od manjih čestica koje se nazivaju elektroni, protoni i neutroni. Te čestice međusobno djeluju silom koja se smanjuje obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti između njih, ali koja je višestruko veća od sile gravitacije. Na primjer, u atomu vodika, elektron je privučen protonu u svojoj jezgri sa silom 10 39 puta većom od sile gravitacije.
Električno punjenje
Postoji minimalna vrijednost električnog naboja, koja se naziva elementarni naboj - to je 1,6 * 10 -19 C. U prirodi nema tijela čiji naboj nije višekratnik elementarnog. Elektroni, protoni, pozitroni i druge čestice imaju elementarni naboj.
Protoni i elektroni imaju električne naboje istog intenziteta, ali suprotnog predznaka. Protoni su pozitivno nabijeni, a elektroni negativno.
U atomu, u njegovom prirodnom stanju, broj protona jednak je broju elektrona, što ga čini električno neutralnim. Međutim, kada izgubi ili dobije elektrone, kaže se da je atom naelektriziran.
Vodena elektrifikacija (elektrostatička indukcija)
Ova metoda elektrifikacije znači da nabijeni predmet prinesete izoliranom vodiču, ali ga ne dirajte. Tada se na vodiču pojavljuju naboji, štoviše, na onom njegovom dijelu koji je bliže objektu, ti naboji suprotnog predznaka. A na udaljenom kraju nastaje naboj istog predznaka kao na nabijenom objektu.
Kada se nabijeni predmet ukloni, naboji na vodiču nestaju. Ali ako se, prije uklanjanja predmeta, vodič podijeli na dva dijela, tada će naboji na njima ostati.
Kultura interakcije je interakcija kultura.
Interaktivna prezentacija temeElektrifikacija tel. Električno punjenje
Jeste li se pozabavili tako jednostavnim trikom: ako utrljate napuhani balon na suhu kosu, a zatim ga pričvrstite za strop, čini se da se "zalijepi"?
Ne? Probaj! Kosa strši na sve strane, ništa manje smiješno. Isti učinak ponekad se postiže češljanjem duge kose. Oni strše i drže se za češalj. Pa, svima su poznate situacije kada hodate u vunenim ili sintetičkim stvarima, dodirnete nešto ili nekoga i osjetite oštar ubod. U takvim slučajevima kažu – šokovi. Sve su to primjeri naelektriziranih tijela. Ali otkud elektrifikacija ako svi dobro znamo da električna struja živi u utičnicama i baterijama, a ne u kosi i odjeći? Pogledajte crtić
Fenomen elektrifikacije tijela: metode elektrifikacije
Elektrifikacija tijela pri dodiru (trenje ebonita ili staklenog štapića o krzno ili svilu). Istrljajte olovku o vunu ili krzno, a zatim je držite preko sitno nasjeckanih komada papira, slamki ili dlačica. Vidjet ćete kako su ti komadi privučeni ručkom. Isto će se dogoditi i s tankim mlazom vode ako na njega dovedete elektrificiranu ručku.
Dvije vrste električnih naboja
Prvi slični učinci pronađeni su kod jantara, stoga su nazvani električnim od grčke riječi "elektron" - jantar.Jantar. Vrijeme: 5:32 A sposobnost tijela da privlače druge predmete nakon kontakta, a trljanje je samo način povećanja površine kontakta, nazvana je elektrifikacijom ili davanjem tijela električnom naboju. Empirijski je utvrđeno da postoje dvije vrste električnih naboja. Ako trljate staklene i ebonitne štapiće, oni će se privući. I dva isto - odgurni se... I to se događa ne zato što se ne vole, već zato što imaju različite električne naboje. Složili su se električni naboj staklene šipke nazvati pozitivnim, a ebonitni negativnim. Označeni su, odnosno, znakovima "+" i "-". Mislim, da su jedna drugoj nasuprot.
Danas se široko koriste predmeti koji se lako naelektriziraju - plastika, sintetička vlakna, naftni proizvodi. Trenje takvih tvari stvara električni naboj, koji je ponekad u najmanju ruku neugodan, jer najviše može biti štetan. U industriji se protiv njih bore posebnim sredstvima. U svakodnevnom životu isto jednostavan način da se riješite elektrifikacije Je za navlaživanje elektrificirane površine. Ako nema vode pri ruci, tada će vam pomoći dodirivanje metala ili zemlje. Ova tijela će ukloniti elektrifikaciju. A kako uopće ne biste osjetili ove neugodne učinke na sebi, preporuča se korištenje antistatičkih sredstava.
§ 1 Elektrifikacija tijela
U ovoj lekciji razgovarat ćemo o pojmu elektriciteta i otkriti odakle dolazi ova riječ.
Sada je nemoguće zamisliti suvremeni svijet bez struje, a još više bez računala, hladnjaka, TV-a, električne rasvjete itd. Svi ti uređaji rade koristeći električnu struju i svugdje nas okružuju u našem životu. U početku potpuno neovisne o tehnologiji električne energije, kao što je motor s unutarnjim izgaranjem, postupno postaju povijest, elektromotori aktivno zauzimaju njihovo mjesto. Odakle onda riječ "struja"?
Riječ "električni" dolazi od riječi "elektron" (grčki), što znači "jantar" (fosilna smola). Iako, naravno, treba napomenuti da ne postoji izravna veza između jantara i svih električnih pojava, pa kako su drevni znanstvenici došli do takve povezanosti?
Prema jednoj od legendi, kći poznatog filozofa antičke Grčke Thalesa iz Mileta, koji je živio u IV. pr. Kr., prela je vunu vretenom od skupocjenog kamena - jantara. Rekla je Thalesu da ne može očistiti vreteno od sitnih komadića vune, paperja, niti. Štoviše, što više čisti svojom vunenom tunikom, to se više krhotina lijepi za vreteno. Thales nije mogao odmah odgovoriti na pitanje svoje kćeri.
Navečer je odlučio pokušati očistiti vreteno i vidio da se prilikom trljanja u mraku primjećuju iskre. "Postoji nešto o čemu treba razmišljati i razmišljati sa svojim studentima", rekao je Thales.
Fenomen, koji je primijetila djevojka, Thales je nazvao elektricitet (od riječi elektron - "jantar").
Kada trljate komad jantara o vuneni komad tkanine ili stakleni štapić na papiru, možete čuti lagano pucketanje, pa čak i vidjeti male iskre u mraku, a sam štap pomaže privlačenju malih predmeta na sebe.
Za tijelo koje privlači druga tijela nakon trljanja kaže se da je dobilo električni naboj ili da je naelektrizirano.
Elektrifikacija je pojava u kojoj tijela dobivaju svojstva privlačenja drugih tijela.
Tijela napravljena od različitih tvari mogu se naelektrizirati. Dakle, lako se možete naelektrizirati trljanjem štapića od sumpora, ebonita, plastike o vunu. Tijela se trljaju samo kako bi se povećala površina njihovog dodira.
U elektrifikaciji uvijek sudjeluju dva tijela, a oba su naelektrizirana. Dakle, kada trljate staklenu šipku i komad papira, i štap i papir se naelektriziraju. Posljedično, papir, poput stakla, privlači male predmete na sebe.
Električni naboj posjeduje tijelo koje privlači ili odbija druga tijela. Za takvo tijelo se kaže da je nabijeno (ima naboj).
Naboj je svojstvo tijela ili sposobnost elektromagnetske interakcije.
Elektroskop je uređaj koji vam omogućuje da otkrijete prisutnost naboja u tijelu i procijenite ga.
Izolirana vodljiva šipka je glavni dio elektroskopa, na njemu je pričvršćena strelica koja se može slobodno rotirati. Kada se pojavi naboj, strelica i štap nabijeni su nabojima istog predznaka, zbog čega, odbijajući, stvaraju kut otklona čija je vrijednost proporcionalna primljenom naboju.
§ 2 Metode za naelektriziranje tijela
Do elektrifikacije tijela dolazi u raznim slučajevima.
Metode za naelektriziranje tijela:
·kontakt
Pogledajmo neke od njih.
Ebanovina će dobiti negativan naboj, a vuna - pozitivan naboj, ako trljate štapić od ebanovine o vunu. Uz pomoć elektroskopa detektira se prisutnost ovih naboja. Da biste postigli ovaj rezultat, morate dodirnuti štap elektroskopa ebonitnim štapićem ili vunenom krpom. U tom se slučaju dio naboja ispitnog tijela prenosi na štap. Imajte na umu da postoji trenutna električna struja.
Možete razmotriti interakciju dvaju papirnatih rukava obješenih na konac, jedan nabijen od štapića od ebanovine, a drugi od vunene tkanine.
Imajte na umu da ih privlače jedno drugo. To znači da se tijela suprotnih naboja privlače. Ne može svaka tvar prenositi električne naboje.
Vodiči su tvari kroz koje se prenose naboji, a tvari kojima se naboji ne prenose nazivaju se nevodiči – dielektrici (izolatori). To se može saznati uz pomoć elektroskopa, ako ga povežete s nabijenim tijelom, tvarima raznih vrsta.
Opisujući elektrifikaciju trenjem, za pokus se uvijek uzimaju samo dobri izolatori - jantar, ebonit, staklo, svila. Pitanje je zašto? Objasnimo: u izolatorima, gdje je nastao naboj, on tamo ostaje i ne može proći kroz cijelu površinu tijela do drugih tijela u dodiru s njim. Ako su oba tijela za trljanje metala s izoliranim ručkama, tada eksperiment neće uspjeti, jer ih je nemoguće odvojiti jedno od drugog odjednom na cijeloj površini.
Zbog hrapavosti površine tijela u trenutku razdvajanja trebale bi ostati neke posljednje dodirne točke kroz koje u posljednjem trenutku bježi višak elektrona, a oba metala postaju nenabijena.
Razmislite o elektrifikaciji kontaktom. Ako kuglicu parafina uronimo u destiliranu vodu i zatim je izvadimo, tada će se i parafin i voda napuniti.
Pa zašto je došlo do elektrifikacije vode i parafina bez trenja? Objasnimo: ispada da se tijekom naelektrisanja trenjem povećava samo dodirna površina i smanjuje se udaljenost između atoma tijela koja trljaju. U pokusu s vodom i parafinom hrapavost ne može spriječiti približavanje njihovih atoma.
Dakle, možemo reći da trenje nije preduvjet za elektrifikaciju tijela. Koji je razlog da u tim slučajevima dolazi do elektrifikacije?
§ 3 Princip rada elektrofornog stroja
Rad elektroforskog stroja temelji se na naelektriziranju tijela utjecajem. Naelektrizirano tijelo stupa u interakciju s bilo kojim električno neutralnim vodičem.
Kada se takva tijela međusobno približavaju zbog električnog polja nabijenog tijela, u drugom tijelu dolazi do preraspodjele naboja. Naboji, koji su suprotni znakom nabijenom tijelu, nalaze se bliže nabijenom tijelu. Dalje od nabijenog tijela u vodiču (čahura ili cilindra) nalaze se naboji istog imena kao i nabijeno tijelo.
Udaljenost pozitivnih i negativnih naboja u cilindru od kuglice je različita, stoga prevladavaju privlačne sile, cilindar se odbija prema naelektriziranom tijelu. Dotaknete li rukom dalju stranu tijela od nabijene lopte, tijelo će skočiti na nabijenu loptu. Smanjenjem odbojnih sila, elektroni skaču na ruku.
§ 4 Kratak sažetak lekcije
Elektrifikacija je pojava u kojoj tijela dobivaju svojstva privlačenja drugih tijela.
Elektrifikacija se može dogoditi na sljedeće načine:
· Kontakt;
· Putem utjecaja;
· Na udar;
· Trenje.
Tvari su: elektropozitivne i elektronegativne.
Moguće je predvidjeti kakve će naboje primiti tijela u interakciji ako znamo pripadnost tvari.
Trenje samo povećava kontaktnu površinu.
Tvari - vodiči i dielektrici.
Izolatori akumuliraju naboje na mjestima dodira (gdje su nastali).
Naboji u vodičima ravnomjerno su raspoređeni po cijelom volumenu.
Popis korištene literature:
- A. V. Peryshkin Fizika 8.- M .: Drfa, 2004.
- O.F. Kabardin Priručnik iz fizike. - M .: Drfa, 1997.
- Lukashik V.I. Zbirka zadataka iz fizike. - M .: Yakhont, 2000.
Korištene slike:
