..:: FIZYKA ::..

Elektryczność

Część II
Elektryzowanie przez pocieranie

Czasami bardzo niewiele potrzeba by zmienić zachowanie niektórych ciał. Zauważył już to około 600 lat p.n.e. Tales z Miletu (Grek). Pocierał kawałek bursztynu (w języku greckim bursztyn nazwany był elektronem) i miejsce pocierania potrafiło przyciągać niektóre drobne ciała.
Później w wieku XVII filozof angielski Wiliam Gilbert wykonując podobne doświadczenia zaobserwował taki sam efekt dla wielu innych ciał. Wprowadził on Pojęcie elektryczności do fizyki.

Obserwacja 1:

Potrzebne są plastikowa linijka, materiał wełniany, małe skrawki papieru. Należy zadbać by miejsce doświadczenia oraz nasze ręce były suche.

  • Przykładamy linijkę do skrawków papieru i obserwujemy. Wynik obserwacji możemy zapisać :).
  • Następnie powtarzamy obserwację tylko, że uprzednio pocieramy linijkę o wełniany materiał.
Indukcja elektrostatyczna

WNIOSEK:
Zauważamy, że po potarciu linijka i skrawki papieru przyciągają się. Widać to w postaci przyklejania się skrawków papieru do linijki. Przed potarciem linijki o materiał efekt był niezauważalny.

Obserwacja 2:

Zazwyczaj wśród narzędzi do pracy z prądem elektrycznym znajduje się śrubokręt z umieszczoną w środku lampką (neonówką). Wyciągamy ze środka śrubokręta lampę neonową. Z poprzedniego doświadczenia wykorzystujemy linijkę i wełniany materiał.

  • Chwytamy lampę neonową za jej jeden metalowy koniec a drugim dotykamy do linijki.
  • Powtarzamy obserwację, tylko że tym razem przykładamy lampę neonowa do linijki w miejscu gdzie została potarta materiałem.

WNIOSEK:
Po zetknięciu lampy neonowej z potartą linijką zauważamy, że gaz w lampie się zaświecił. Efektu tego nie widzimy w przypadku gdy linijka nie jest potarta.

Zarówno w pierwszym jak drugim doświadczeniu widzimy, że właściwości ciał wyraźnie zmieniły się na skutek pocierania.

Zanim dokładniej omówimy dlaczego tak się stało przyjrzyjmy się jeszcze jednemu doświadczeniu.

Obserwacja 3:

Będą nam potrzebne: dwie laski ebonitowe (lub rurki PCV) oraz wełniany materiał lub odpowiednie sukno, dwie laski szklane i kilka kartek papieru lub jedwab. Dodatkowo statyw, nitka i wykonany z drucika uchwyt. Zmontowany zestaw został przedstawiony na poniższym rysunku.

Na tym rysunku widzimy, że zbliżyliśmy do siebie dwie laski szklane (wykonane z tego samego materiału) oraz zbliżyliśmy do siebie dwie laski szklaną i ebonitową (wykonane z rożnych materiałów). W tej części doświadczenia żadna z lasek nie była pocierana.

Elektryczna budowa materii

Na drugi rysunku mamy sytuację podobną do tej przedstawionej powyżej. Jest jednak zasadnicza różnica. Tutaj zbliżyliśmy, laski które wcześniej zostały potarte. Szklane (te jaśniejsze) o papier lub jedwab, ebonitowa (ta ciemniejsza) o jakieś sukno.

Elektryczna budowa materii

WNIOSEKI:
W przypadku zbliżenia do siebie lasek, które nie były wcześniej pocierane żadnego efektu nie obserwujemy.

Kiedy obserwujemy dwie laski szklane po wcześniejszym potarciu widzimy, że ta zawieszona na nici skręca ją w sposób, który wskazuje na odpychanie.

Natomiast odpowiednio potarte dwie laski, jedna szklana a druga ebonitowa, skręcają nić w sposób wskazujący na przyciąganie.

Umownie przyjęto, że laska ebonitowa pocierana o sukno gromadzi na sobie ładunek ujemny, natomiast laska szklana potarta o papier lub jedwab zostaje naładowana dodatnio. Na podstawie rysunków wynika również, że ciała przeciwnie naładowane przyciągają się natomiast te naelektryzowane jednakowo odpychają się.

Wyjaśnienie elektryzowania ciał przez pocieranie

W części I gdzie mówiliśmy o elektrycznej budowie materii dowiedzieliśmy się, że wokół dodatniego jądra atomowego znajdują się na powłokach elektrony o ładunku ujemnym. Taka budowa atomu powoduje, że możemy do niego dodawać lub odejmować tylko elektrony. W ten sposób tworzy się jony ujemne lub dodatnie.

W takim razie jeśli laskę szklaną pocieramy o papier to zgodnie z naszym modelem ściągamy ze szkła elektrony. Papier uzyskuje nadmiar elektronów (ładuje się ujemnie) natomiast niedobór elektronów na szkle powoduje, że ma ono wypadkowy ładunek dodatni (obojętne atomy zostały odarte z elektronów znajdujących się na ostatniej powłoce czyli elektronów walencyjnych).

Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku laski ebonitowej i sukna. Elektrony z sukna przechodzą na laskę ebonitową. W ten sposób sukno ma wypadkowy ładunek dodatni a ebonit ujemny.

Na zakończenie możemy jeszcze powiedzieć, że ładunki tego samego rodzaju się odpychają (dwie laski szklane) a przeciwnych znaków się przyciągają (szkło i ebonit).

Koniec części II



..:: Elektryczność :: Spis treści ::..    ..:: Spis treści :: Elektryczność ::..

      »»»    Elektryczna budowa materii Część I
      »»»    Elektryzowanie przez pocieranie Część II
      »»»    Elektroskop jako narzędzie badawcze Część III
      »»»    Prawo Coulomba Część IV
      »»»    Elektryzowanie ciał przez indukcję Część V
      »»»    Zasada zachowania ładunku elektrycznego Część VI
      »»»    Centralne i jednorodne pole elektrostatyczne Część VII
      »»»    Natężenie pola elektrostatycznego Część VII

Jeśli masz jakieś uwagi, pytania odnośnie tego działu skorzystaj z
forum fizyka

GÓRA         SZKOŁA         

©2007-2016 Licencja Creative Commons