Стекло и бумага какой заряд
Перейти к содержимому

Стекло и бумага какой заряд

  • автор:

Какой заряд получает стеклянная палочка, потёртая о бумагу? Какой заряд получит лист бумаги?

ну если палочка шарашит потом, значит положительный, бумага отрицательный.

Обратимся к опыту. Возьмем стеклянную палочку и поднесем ее к маленьким кусочкам бумаги. Мы увидим, что ничего не произойдет. Это говорит о том, что в обычном состоянии стекло (как и большинство других тел) электрически нейтрально. Теперь потрем палочку о лист бумаги и снова поднесем ее к кусочкам бумаги. Мы увидим, как они тут же к ней притянутся (рис. 1). Это означает, что в результате трения о бумагу палочка наэлектризовалась: ее электрический заряд стал отличным от нуля.

Похожие вопросы

Электрический заряд

Слово электричество происходит от греческого названия янтаря — ελεκτρον.
Янтарь — это окаменевшая смола хвойных деревьев. Древние заметили, что если потереть янтарь куском ткани, то он будет притягивать легкие предметы или пыль. Это явление, которое мы сегодня называем статическим электричеством, можно наблюдать, и натерев тканью эбонитовую или стеклянную палочку или же просто пластмассовую линейку.

Пластмассовая линейка, которую хорошенько потерли бумажной салфеткой, притягивает мелкие кусочки бумаги (рис. 22.1). Разряды статического электричества вы могли наблюдать, расчесывая волосы или снимая с себя нейлоновую блузку или рубашку. Не исключено, что вы ощущали электрический удар, прикоснувшись к металлической дверной ручке после того, как встали с сиденья автомобиля или прошлись по синтетическому ковру. Во всех этих случаях объект приобретает электрический заряд благодаря трению; говорят, что происходит электризация трением.

Все ли электрические заряды одинаковы или существуют различные их виды? Оказывается, существует два вида электрических зарядов, что можно доказать следующим простым опытом. Подвесим пластмассовую линейку за середину на нитке и хорошенько потрем ее куском ткани. Если теперь поднести к ней другую наэлектризованную линейку, мы обнаружим, что линейки отталкивают друг друга (рис. 22.2, а).
Точно так же, поднеся к одной наэлектризованной стеклянной палочке другую, мы будем наблюдать их отталкивание (рис. 22.2,6). Если же заряженный стеклянный стержень поднести к наэлектризованной пластмассовой линейке, они притянутся (рис. 22.2, в). Линейка, по-видимому, обладает зарядом иного вида, нежели стеклянная палочка.
Экспериментально установлено, что все заряженные объекты делятся на две категории: либо они притягиваются пластмассой и отталкиваются стеклом, либо, наоборот, отталкиваются пластмассой и притягиваются стеклом. Существуют, по-видимому, два вида зарядов, причем заряды одного и того же вида отталкиваются, а заряды разных видов притягиваются. Мы говорим, что одноименные заряды отталкиваются, а, разноименные притягиваются.

Американский государственный деятель, философ и ученый Бенджамин Франклин (1706-1790) назвал эти два вида зарядов положительным и отрицательным. Какой заряд как назвать, было совершенно безразлично;
Франклин предложил считать заряд наэлектризованной стеклянной палочки положительным. В таком случае заряд, появляющийся на пластмассовой линейке (или янтаре), будет отрицательным. Этого соглашения придерживаются и по сей день.

Разработанная Франклином теория электричества в действительности представляла собой концепцию «одной жидкости»: положительный заряд рассматривался как избыток «электрической жидкости» против ее нормального содержания в данном объекте, а отрицательный — как ее недостаток. Франклин утверждал, что, когда в результате какого-либо процесса в одном теле возникает некоторый заряд, в другом теле одновременно возникает такое же количество заряда противоположного вида. Названия «положительный» и «отрицательный» следует поэтому понимать в алгебраическом смысле, так что суммарный заряд, приобретаемый телами в каком-либо процессе, всегда равен нулю.

Например, когда пластмассовую линейку натирают бумажной салфеткой, линейка приобретает отрицательный заряд, а салфетка-равный по величине положительный заряд. Происходит разделение зарядов, но их сумма равна нулю.
Этим примером иллюстрируется твердо установленный закон сохранения электрического заряда, который гласит:

Суммарный электрический заряд, образующийся в результате любого процесса, равен нулю.

Отклонений от этого закона никогда не наблюдалось, поэтому можно считать, что он столь же твердо установлен, как и законы сохранения энергии и импульса.

Электрические заряды в атомах

Лишь в прошлом столетии стало ясно, что причина существования электрического заряда кроется в самих атомах. Позднее мы обсудим строение атома и развитие представлений о нем более подробно. Здесь же кратко остановимся на основных идеях, которые помогут нам лучше понять природу электричества.

По современным представлениям атом (несколько упрощенно) состоит из тяжелого положительно заряженного ядра, окруженного одним или несколькими отрицательно заряженными электронами.
В нормальном состоянии положительный и отрицательный заряды в атоме равны по величине, и атом в целом электрически нейтрален. Однако атом может терять или приобретать один или несколько электронов. Тогда его заряд будет положительным или отрицательным, и такой атом называют ионом.

В твердом теле ядра могут колебаться, оставаясь вблизи фиксированных положений, в то время как часть электронов движется совершенно свободно. Электризацию трением можно объяснить тем, что в различных веществах ядра удерживают электроны с различной силой.
Когда пластмассовая линейка, которую натирают бумажной салфеткой, приобретает отрицательный заряд, это означает, что электроны в бумажной салфетке удерживаются слабее, чем в пластмассе, и часть их переходит с салфетки на линейку. Положительный заряд салфетки равен по величине отрицательному заряду, приобретенному линейкой.

Обычно предметы, наэлектризованные трением, лишь некоторое время удерживают заряд и, в конечном итоге, возвращаются в электрически нейтральное состояние. Куда исчезает заряд? Он «стекает» на содержащиеся в воздухе молекулы воды.
Дело в том, что молекулы воды полярны: хотя в целом они электрически нейтральны, заряд в них распределен неоднородно (рис. 22.3). Поэтому лишние электроны с наэлектризованной линейки будут «стекать» в воздух, притягиваясь к положительно заряженной области молекулы воды.
С другой стороны, положительный заряд предмета будет нейтрализоваться электронами, которые слабо удерживаются молекулами воды в воздухе. В сухую погоду влияние статического электричества гораздо заметнее: в воздухе содержится меньше молекул воды и заряд стекает не так быстро. В сырую дождливую погоду предмет не в состоянии надолго удержать свой заряд.

Изоляторы и проводники

Пусть имеются два металлических шара, один из которых сильно заряжен, а другой электрически нейтрален. Если мы соединим их, скажем, железным гвоздем, то незаряженный шар быстро приобретет электрический заряд. Если же мы одновременно коснемся обоих шаров деревянной палочкой или куском резины, то шар, не имевший заряда, останется незаряженным. Такие вещества, как железо, называют проводниками электричества; дерево же и резину называют непроводниками, или изоляторами.

Металлы обычно являются хорошими проводниками; большинство других веществ изоляторы (впрочем, и изоляторы чуть-чуть проводят электричество). Любопытно, что почти все природные материалы попадают в одну из этих двух резко различных категорий.
Есть, однако, вещества (среди которых следует назвать кремний, германий и углерод), принадлежащие к промежуточной (но тоже резко обособленной) категории. Их называют полупроводниками.

С точки зрения атомной теории электроны в изоляторах связаны с ядрами очень прочно, в то время как в проводниках многие электроны связаны очень слабо и могут свободно перемещаться внутри вещества.
Когда положительно заряженный предмет подносится вплотную к проводнику или соприкасается с ним, свободные электроны быстро перемещаются к положительному заряду. Если же предмет заряжен отрицательно, то электроны, наоборот, стремятся удалиться от него. В полупроводниках свободных электронов очень мало, а в изоляторах они практически отсутствуют.

Индуцированный заряд. Электроскоп

Поднесем положительно заряженный металлический предмет к другому (нейтральному) металлическому предмету.

При соприкосновении свободные электроны нейтрального предмета притянутся к положительно заряженному и часть их перейдет на него. Поскольку теперь у второго предмета недостает некоторого числа электронов, заряженных отрицательно, он приобретает положительный заряд. Этот процесс называется электризацией за счет электропроводности.

Приблизим теперь положительно заряженный предмет к нейтральному металлическому стержню, но так, чтобы они не соприкасались. Хотя электроны не покинут металлического стержня, они тем не менее переместятся в направлении заряженного предмета; на противоположном конце стержня возникнет положительный заряд (рис. 22.4). В таком случае говорят, что на концах металлического стержня индуцируется (или наводится) заряд. Разумеется, никаких новых зарядов не возникает: произошло просто разделение зарядов, в целом же стержень остался электрически нейтральным. Однако если бы мы теперь разрезали стержень поперек посредине, то получили бы два заряженных предмета — один с отрицательным зарядом, другой с положительным.

Сообщить металлическому предмету заряд можно также, соединив его проводом с землей (или, например, с водопроводной трубой, уходящей в землю), как показано на рис. 22.5, а. Предмет, как говорят, заземлен. Благодаря своим огромным размерам земля принимает и отдает электроны; она действует как резервуар заряда. Если поднести близко к металлу заряженный, скажем, отрицательно предмет, то свободные электроны металла будут отталкиваться и многие уйдут по проводу в землю (рис. 22.5,6). Металл окажется заряженным положительно. Если теперь отсоединить провод, на металле останется положительный наведенный заряд. Но если сделать это после того, как отрицательно заряженный предмет удален от металла, то все электроны успеют вернуться назад и металл останется электрически нейтральным.

Для обнаружения электрического заряда используется электроскоп (или простой электрометр).

Как видно из рис. 22.6, он состоит из корпуса, внутри которого находятся два подвижных листочка, сделанных нередко из золота. (Иногда подвижным делается только один листочек.) Листочки укреплены на металлическом стержне, который изолирован от корпуса и заканчивается снаружи металлическим шариком. Если поднести заряженный предмет близко к шарику, в стержне происходит разделение зарядов (рис. 22.7, а), листочки оказываются одноименно заряженными и отталкиваются друг от друга, как показано на рисунке.

Можно целиком зарядить стержень за счет электропроводности (рис. 22.7, б). В любом случае, чем больше заряд, тем сильнее расходятся листочки.

Заметим, однако, что знак заряда таким способом определить невозможно: отрицательный заряд разведет листочки точно на такое же расстояние, как и равный ему по величине положительный заряд. И все же электроскоп можно использовать для определения знака заряда-для этого стержню надо сообщить предварительно, скажем, отрицательный заряд (рис. 22.8, а). Если теперь к шарику электроскопа поднести отрицательно заряженный предмет (рис. 22.8,6), то дополнительные электроны переместятся к листочкам и они раздвинутся сильнее. Наоборот, если к шарику поднести положительный заряд, то электроны переместятся от листочков и они сблизятся (рис. 22.8, в), так как их отрицательный заряд уменьшится.

Электроскоп широко применялся на заре электротехники. На том же принципе при использовании электронных схем работают весьма чувствительные современные электрометры.

Данная публикация составлена по материалам книги Д. Джанколи. «Физика в двух томах» 1984 г. Том 2.

Продолжение следует. Коротко о следующей публикации:

Сила F, с которой одно заряженное тело действует на другое заряженное тело, пропорциональна произведению их зарядов Q1 и Q2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними.

Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения электрического заряда

Я иду на урок

Цель урока: ознакомить с явлением электризации тел и законом сохранения электрического заряда.

Образовательные цели урока: формирование целостной системы знаний по теме «Электрический заряд. »; обеспечение усвоения всеми учащимися закона сохранения электрического заряда и экспериментальное его подтверждение.

Оборудование: электрофорная машина; стеклянная палочка, шёлк, бумага; эбонитовая палочка, мех, сукно; электрометр, электроскоп; султанчики; электрическая лампа на штативе.

Ход урока

Учитель. Кому не известны слова «Люблю грозу в начале мая…»? Действительно, гроза – это величественное явление природы, когда небо прочерчивают зигзаги молний, слышны сильные раскаты грома. Невольно задумываешься над тем, какой это мощный и, к сожалению, неиспользованный источник энергии. В 8-м классе вы изучали, что такое молния, каково её происхождение. Сегодня мы с вами более детально изучим это явление природы. Сообщение о молнии и причине её возникновения, а также способах защиты сделает ученик. (Заслушивается сообщение ученика.)

В сообщении упоминались слова электрический заряд. Сейчас мы повторим некоторые опыты, показанные вам в 8-м классе, и попытаемся разобраться в тех явлениях, которые вы будете наблюдать.

  • Опыт 1. Подношу снятую с сушилки стеклянную палочку к бумажному султану. Листочки не расходятся.
  • Опыт 2. Натираю стеклянную палочку сухой бумагой или шёлком и снова подношу к султану. Листочки султана притягиваются к палочке. То же явление наблюдается при поднесении эбонитовой палочки, натёртой мехом.

Какие явления мы с вами сейчас наблюдали?

Учащиеся. Мы наблюдали притяжение листочков султана наэлектризованной палочкой.

Учитель. За счёт чего наэлектризовалась палочка?

Учащиеся. За счёт трения.

Учитель. Нам необходимо выяснить: каким образом оказались заряженными стеклянная и эбонитовая палочки и какую роль сыграло в процессе электризации трение? как понимать слова стеклянная палочка наэлектризовалась?

Учащиеся. Это значит, что на ней появились электрические заряды.

Учитель. Откуда появились электрические заряды на палочке, ведь рядом с палочкой и бумагой не было других наэлектризованных тел или предметов?

Учащиеся. Очевидно, заряды были на самих телах.

Учитель. Повторим первый и второй опыты. Опыты убеждают нас в том, что до натирания обе палочки были электрически нейтральны. Значит, на каждой палочке были в равном количестве и положительные, и отрицательные заряды. Какие выводы из этого следуют?

(Учащиеся формулируют вывод.)

Вывод 1. Электрические заряды присущи всем телам и их составным частям. Заряды всегда есть и возникнуть при любом способе электризации не могут.

Учитель. Сейчас нам необходимо выяснить, что надо понимать под словами электрический заряд. Какую теорию мы должны использовать для объяснения электризации?

Учащиеся. Строение атома.

Учитель. Вспомните, каково строение атома.

Учащиеся. Атом состоит из положительно заряженного ядра и электронов, вращающихся вокруг ядра по орбитам. Протоны протон, электроны электрон.

Учитель. Каков суммарный заряд атома?

Учащиеся. Атом в невозбуждённом состоянии электрически нейтрален. Это значит, что положительный заряд его ядра равен по модулю сумме отрицательных зарядов всех его электронов.

Вывод 2. Понятие об электрических зарядах отражает объективные факты: мы не создаём заряды, они присутствуют в веществе от природы. Перемещаться могут только электроны, протоны перемещаться не могут, т.к. связаны в ядрах огромными внутриядерными силами.

Вывод 3. Носителями электрических зарядов являются электроны. Электрон обладает наименьшим по модулю отрицательным зарядом q = –1,6 · 10 –19 Кл. К частицам, не имеющим электрического заряда, относится нейтрон. Нейтроны и протоны входят в состав атомного ядра.

Учитель. Что же происходит при натирании стеклянной палочки шёлком или бумагой? Очевидно, что стеклянная палочка не в состоянии удержать все свои электроны и часть из них переходит на бумагу или шёлк. Таким образом, потеряв часть своих электронов, стеклянная палочка заряжается положительно, а бумага отрицательно.

Учитель. Изменится ли при этом суммарный электрический заряд?

Учащиеся. Суммарный электрический заряд останется неизменным.

Вывод 4. В электростатике имеет место закон сохранения электрических зарядов: в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остаётся неизменной. Если заряды обозначить через

q1, q2, . qi, то q1+ q2 + …+ qi = const. Этот вывод является частным случаем закона сохранения и превращения заряда. Закон сохранения заряда имеет глубокий смысл. Если число заряженных элементарных частиц не меняется, то выполнение закона сохранения заряда очевидно.

Но элементарные частицы могут превращаться друг в друга, рождаться и исчезать, давая жизнь новым частицам. Однако во всех этих случаях сумма зарядов остаётся одной и той же. Причина сохранения заряда до сих пор неизвестна.

Вывод 5. В любых явлениях природы заряды могут только перераспределяться между разнородными телами или в пределах одного тела. Подумаем над второй частью последнего вопроса.

  • Опыт 3. Подношу к электрометру заряженную стеклянную палочку. Стрелка отклоняется, показывая, что электрометр зарядился.

Учитель. Я не касалась стержня палочкой, а только поднесла её близко. Почему же прибор зарядился?

Учащиеся. Стержень электрометра электрически нейтрален. При поднесении положительно заряженной стеклянной палочки на ближайшем конце стержня накапливаются заряды противоположного по знаку заряда, а на удалённом конце стержня – того же. Мы наблюдаем перераспределение зарядов в пределах одного тела.

Учитель. Какую же роль играет трение в процессе электризации?

Учащиеся. Трение в данном случае почти никакой роли не играет. Этот способ электризации более правильно и научно было бы назвать электризацией соприкосновением. Действительно, плотно прижимая к стеклянной палочке шёлковую ткань, мы тем самым увеличиваем число точек соприкосновения двух разнородных тел.

Учитель. В каком количественном соотношении находятся заряды на обоих наэлектризованных телах?

Учащиеся. Заряды на стеклянной палочке и на шёлке равны по величине, но противоположны по знаку.

Вывод 6. Если два тела до соприкосновения были электрически нейтральны, то после соприкосновения на них обнаруживаются заряды противоположного знака, равные по абсолютной величине.

Учитель. Как же взаимодействуют между собой заряженные тела?

  • Опыт 4. Подношу друг к другу наэлектризованные султанчики – одноимённо заряженные отталкиваются, а разноимённо заряженные – притягиваются.

Вывод 7. Одноимённо заряженные тела отталкиваются, а разноимённо заряженные – притягиваются.

Учитель. Явление электризации тел учитывается на производстве и применяется на практике. Например, большой электрический заряд накапливается в сухую погоду на шинах автомобиля в результате их трения об асфальт. Возникает опасность проскакивания искры. Поэтому сзади машин – цистерн для горючего – прикрепляют металлические цепи, волочащиеся по дороге. (Это было раньше, когда машины ездили не так быстро, как сейчас. При движении с высокой скоростью цепь уже не волочится по грунту, а летит в воздухе. – Ред.) За счёт электризации работает электрофорная машина, которую мы использовали для демонстрации опытов. Явление электризации тел используется в современных электрокопировальных установках – ксероксах. Нити пряжи на текстильных станках, электризуясь, за счёт трения, притягиваются к веретёнам и рвутся. Наэлектризованная пряжа притягивает пыль и загрязняется. Приходится принимать различные меры против электризации. Разматывая в типографии большие рулоны бумаги, рабочие надевают резиновые перчатки, чтобы предохранить себя от электрических разрядов между наэлектризованной бумагой и руками.

Итак, мы установили, что некоторые элементарные частицы обладают зарядом, что заряды взаимодействуют между собой различным образом, что заряд неразрывно связан с элементарной частицей, что явление электризации часто встречается в нашей повседневной жизни.

ДЗ: Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика-10. – М.: Просвещение, 2004 г. § 86–88. Ответьте на вопросы:

  1. Эбонитовая палочка при электризации зарядилась отрицательно. Осталась ли неизменной масса палочки?
  2. Известно, что стеклянная палочка, потёртая о шёлк, заряжается положительно. Определите экспериментально знак заряда пластмассовой ручки, потёртой о шерсть.
  3. В сухом помещении потрите сухой рукой надутый резиновый шар, а затем поднесите его к какому-либо предмету (например, к стене, потолку и т.п.). Что вы наблюдаете? Объясните явление.

Этот вездесущий электрический заряд

Открытый урок объяснения нового материала. 8-й класс

Задачи урока: объяснить происхождение термина «электричество»; раскрыть механизм электризации тел при соприкосновении; охарактеризовать взаимодействие заряженных тел. Оборудование: демонстрационное – стеклянная, эбонитовая палочки; шерстяной и шёлковый лоскутки, мелкие кусочки бумаги, фольги, пенопласта; воздушные шары, штатив, гильзы из фольги; фронтальное – полиэтиленовая плёнка, пластмассовая линейка, деревянная палочка, резиновая полоска, штатив, нить, гильзы из фольги. Раздаточный материал: бланки опорных конспектов (ОК, см. с. ??); задания «Проверь себя», схемы-заготовки «Использование, вред и нейтрализация статического электричества». Оформление класса: портреты Фалеса, М.В.Ломоносова, Б.Франклина, Ш.Дюфе; плакаты «Использование статического электричества», «Вред статического электричества», «Нейтрализация статического электричества». Ход урока Учитель. Наблюдая за взаимодействиями между телами, мы замечаем, что они могут происходить как при непосредственном соприкосновении, так и на расстоянии. Пожалуй, самым известным действием тел друг на друга на расстоянии является их гравитационное притяжение. В повседневной жизни падение на Землю какого-нибудь предмета редко вызывает удивление. Неизбежность подобного события делает его обыденным. Другой вид действия на расстоянии, который мы сегодня с вами рассмотрим, может проявляться и как притяжение, и как отталкивание между телами. Тема нашего урока «Этот вездесущий электрический заряд». Наши задачи: выяснить, что такое электрический заряд; ответить, что значит наэлектризовать тело; выяснить виды электрических зарядов; определить экспериментально, при каких условиях происходит электризация тел и каков характер взаимодействия зарядов; обсудить роль электризации в природе. У каждого на столе лежит бланк – лист с заготовкой будущего опорного конспекта. По ходу изучения темы будем заполнять конспект, который поможет вам подготовиться к следующему уроку. (Рассказ о Фалесе.)

В античной Греции философ Фалес, натирая меховой шкуркой янтарь, кусочек окаменевшей смолы хвойных деревьев, с удивлением наблюдал, как янтарь после этого начинал притягивать к себе перья птиц, пух и сухие листья. Янтарь по-гречески [электро], поэтому это явление получило название электризация, а впоследствии возник термин электричество. Но не только янтарь обладает таким свойством, многие предметы после натирания тоже притягивают к себе лёгкие тела. При этом говорят, что они электризуются, т.е. приобретают электрический заряд. Наблюдаемые явления в начале XVII в. были названы электрическими.

  • Учебный эксперимент 1 (УЭ1)

Демонстрация: взаимодействие стеклянной палочки и шёлкового лоскутка; органического стекла и бумаги; эбонита (каучука с большой примесью серы) и меха (сукна); притяжение тонких струек воды к стеклянной палочке.

Учитель. Что наблюдаем? Как называется наблюдаемое явление? Что значит наэлектризовать тело? Сколько тел участвовали в электризации в каждом опыте? Каким образом мы наэлектризовали тела?

Учащиеся. Притяжение мелких кусочков бумаги к палочкам. Электризация. Сообщить ему электрический заряд. Два. Соприкосновением, трением, увеличиваем площадь соприкосновения тел.

  • Учебный эксперимент 1 (продолжение УЭ1)

Фронтальный эксперимент: исследование электризации различных тел (приборы и материалы, а также порядок выполнения работы см. в ОК на с. 14).

Учитель. Выполните эксперимент, результаты наблюдений запишите в таблицу ОК. Сделайте выводы по УЭ1 и запишите их в ОК. (Ответы учащихся даны светлым шрифтом. – Ред.)

Заряд возникает везде: при игре в баскетбол, волейбол, сидении на стуле, игре на музыкальных инструментах, когда вы причёсываетесь, листаете книгу, пишите ручкой, при движении автомобиля, при движении пара вверх и т.п. Но почему-то мы не обращаем на него внимания и считаем электризацию редким явлением. Почему же?

(Учащиеся обсуждают и делают вывод: заряд маленький.)

  • Учебный эксперимент 2 (УЭ2)

Демонстрация: взаимодействие одноимённых и разноимённых зарядов; отталкивание подвешенной на непроводящей нити гильзы из тонкой фольги от пластмассовой (эбонитовой) палочки, натёртой о шерсть, после прикасания к ней (в итоге оба тела заряжаются отрицательно); притягивание такой же гильзы после предварительного прикасания к ней стеклянной палочки, натёртой о шёлк (гильза заряжается положительно), а также пластмассовой (эбонитовой) палочки, натёртой о шерсть (вариант: опыт с воздушными шарами).

Учитель. Что наблюдаем? Чем вызвано различие во взаимодействии наэлектризованных тел?

Учащиеся. Отталкивание в первом случае, притяжение во втором. Разными по знаку зарядами.

Учитель. Электрический заряд, полученный на стеклянной палочке, потёртой о шёлк, отличается от заряда на эбонитовой палочке, потёртой о мех. Заряд стеклянной палочки, потёртой о шёлк, условились называть положительным (+), заряд эбонитовой палочки, потёртой о мех, – отрицательным (–).

Наэлектризованные тела притягиваются, если они заряжены разноимённо, и отталкиваются, если они заряжены одноимённо. (Рассказывает о Ш.Дюфе и Б.Франклине.)

Считается, что первым учёным , аргументированно отстаивавшим точку зрения о существовании двух видов зарядов, был француз Шарль Дюфе (1698–1739). В опубликованной в 1733 г. работе он вводит термины «смоляное» и «стекольное» электричество и указывает на характер взаимодействия между одноимёнными и разноимёнными зарядами. В современной терминологии «смоляное» электричество соответствует отрицательным зарядам, а «стекольное» – положительным.

Самым убедительным оппонентом теории существования двух видов зарядов был знаменитый американец Бенджамuн Франклuн (1706–1790). Он первым ввёл понятие о положительных и отрицательных зарядах. Однако объяснял он наличие этих зарядов у тел соответственно избытком или недостатком в телах некоей общей электрической материи. Эта особая материя, впоследствии названная флюидом Франклина, по его мнению, обладала положительным зарядом. Таким образом, получалось, что при электризации тела либо приобретают, либо теряют только положительные заряды. По современным представлениям, в большинстве случаев контактной электризации тела обмениваются элементарными отрицательными зарядами – электронами.

Пожалуй, самым оригинальным образом доказывал существование двух видов зарядов англичанин Роберт Симмер (1707–1763). Он обратил внимание на необычное поведение своих шерстяных и шёлковых чулок. Снятые вечером чёрные шерстяные и белые шёлковые чулки эффектно раздувались, принимая форму ноги, если только лежали порознь. При размещении одного чулка внутри другого они принимали обычный вид. Поднесённые друг к другу, все четыре чулка причудливо переплетались, подобно змеям. Основываясь на своих наблюдениях, Симмер стал рьяным сторонником теории двух видов зарядов, за что был прозван современниками «раздутым философом». Но он оказался прав. Выражаясь современным языком, его шёлковые чулки имели отрицательные, а шерстяные – положительные заряды. Этим и объяснялось их поведение.

  • Учебный эксперимент 2 (продолжение УЭ2)

Фронтальный эксперимент: исследование характера электризации различных тел (приборы и материалы, а также порядок выполнения работы см. в ОК, с. 14).

Учитель. Выполните эксперимент 2, результаты сведите в таблицу ОК, сделайте выводы и запишите их в ОК.

Мы сегодня экспериментально изучили явление накопления электрических зарядов, т.е. статическое электричество. Вот как описывает поэт один из видов статического электричества (читает отрывок из стихотворения Е.Б.Кульман*). ( * См. № 1/06, с. 18. Елизавета Борисовна Кульман (1808–1825) с детских лет отличалась поразительной одарённостью, переводчица, владевшая 14 языками и умершая в 17 лет от простуды, полученной во время очередного петербургского наводнения. Поэзия Кульман вдохновила одного из крупнейших композиторов мира Р.Шумана: в 1851 г. он сочинил на стихи Кульман два вокальных цикла. Благодаря этим шумановским опусам петербургская поэтесса вошла в историю мировой культуры. – Ред.)

Молния – это величественное и грозное явление природы, невольно вызывающее чувство страха. Долгое время человек не умел объяснять причин грозовых явлений. Люди считали грозу деянием богов, наказывающих человека за грехи. Природа молнии стала проясняться после исследований, проведённых в ХVIII столетии М.Ломоносовым, Г.Рихманом и Б.Франклином.

Объяснение М.В.Ломоносова было таким. В земной атмосфере воздух находится в постоянном движении. Благодаря трению восходящих и нисходящих воздушных потоков друг о друга частички воздуха электризуются и, сталкиваясь с капельками воды в облаках, отдают им свой заряд. Таким образом, в облаках со временем скапливаются весьма большие заряды. Они-то и являются причиной молний. Пытаясь зарядить «небесным» электричеством во время грозы железный стержень, погиб помощник Ломоносова Георг Рихман. Сам Ломоносов во время подобных опытов тоже не раз подвергался смертельной опасности. Но новое влекло неудержимо. Недаром он записал в дневнике: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рождённых только воображением».

На другом конце земного шара, в Америке, в те же годы работал учёный столь же разносторонний, как Ломоносов, – Бенджамен Франклин. Русский и американский исследователи не были знакомы друг с другом, но их роднило многое. Оба, например, писали остроумные стихи, увлекались искусством и примерно в одно и то же время занялись изучением. атмосферного электричества. К счастью, очень рискованные опыты Франклина окончились благополучно для него. Ведь он тоже вызывал молнию на себя, запуская во время грозы высоко в небо воздушного змея на влажной бечёвке. «Вода проводит электричество, и если молния имеет электрическую природу, то она спустится, – подумал Франклин, – по мокрой верёвке». И молния действительно послушно ударила в землю рядом с Франклином!

Мы постоянно находимся в океане электрических разрядов, создаваемых многочисленными машинами, станками и самим человеком (например, когда мы ходим, причёсываемся). Эти разряды, конечно, не такие мощные, как природные молнии, поэтому мы не замечаем их, если не считать лёгких уколов, которые иногда испытываем, коснувшись рукой металлического предмета или другого человека. Но ведь такие разряды существуют и могут так же, как и большие молнии, вызывать пожары и взрывы, приводить к значительным убыткам, повреждениям и увечьям, если мы не будем знать, отчего они возникают и как от них защищаться.

Использование статического электричества и борьба с ним (по схемам)

Оно может служить человеку:

  • в лечебных целях – электростатический душ, положительно воздействующий на весь организм, электроаэрозоли для лечения органов дыхания;
  • для очистки воздуха от пыли, сажи, кислотных и щелочных паров – электростатический фильтр;
  • для размножения чертежей, графиков, текстов – электрокопировальные устройства (в частности, ксерокс); для быстрой и прочной окраски тканей;
  • для копчения рыбы – электрокамеры, где конвейер с рыбой, заряженной положительно, движется под электродами, заряженными отрицательно; такое копчение происходит в десятки раз быстрее, чем обычным способом.

Статическое электричество может причинять вред как на производстве, так и в быту, так что зачастую с ним приходится бороться. Так, при трении о воздух самолёт электризуется, поэтому после посадки к нему нельзя сразу же приставлять металлический трап: может возникнуть разряд, который вызовет пожар. Сначала самолёт разряжают, для чего опускают на землю металлический трос, соединённый с обшивкой самолёта, и заряд уходит в землю. Микроразряды возникают, когда вы ходите по полу, покрытому полимерным покрытием, или снимаете синтетическую одежду.

Чтобы нейтрализовать вредное действие статического электричества:

  • на производстве заземляют станки и машины, увлажняют воздух, используют специальные нейтрализаторы зарядов;
  • дома увлажняют помещения, используют специальные добавки к воде при мытье полов, сбрызгивают антистатиком одежду.

Давайте посмотрим на содержание нашего ОК и повторим материал: о каких явлениях мы сегодня говорили? что значит наэлектризовать тело? Приведите примеры возникновения электрического заряда (игра в баскетбол, волейбол, «ёрзание» на стуле, игра на музыкальных инструментах, причёсывание, листание книг, письмо ручкой, движение шин по асфальту, движении пара вверх и т.п.). Почему же мы не обращаем на него внимания и считаем редким явлением? Назовите виды электрических зарядов. Как можно наэлектризовать тело? Каков характер взаимодействия заряженных тел? Расскажите о роли электризации в природе.

Проверим полученные знания (решение задач с иллюстрацией условий фрагментами из мультфильмов или рисунками)

1. Аладдин поглубже запахнул полы своего единственного шёлкового халата, обмотался своим единственным шерстяным шарфом и опустился в холодное подземелье, где нашёл странную лампу: одна её часть была стеклянной, а другая – из янтаря. На лампе были написаны странные слова и символы:

«Лампа (+) + добрый джин три желания»;

«Лампа (–) злой джин . ».

Что должен сделать Аладдин?

(Ответ. Потереть стекло о халат для получения положительного заряда.)

2. При правильном ответе А покажите красную карточку, Б – синюю, В – зелёную.

1. В каком случае взаимодействие зарядов указано правильно?

2. Известно, что натиранием о шерсть заряжаются палочки из резины, серы, эбонита, пластмассы, капрона. Заряжается ли при этом шерсть?

А) Да, т.к. в электризации трением всегда участвуют два тела и при этом электризуются оба;

Б) хотя в электризации трением участвуют два тела, в опытах всегда используются только палочки. Поэтому можно считать, что заряжаются только палочки.

3. Как взаимодействуют друг с другом две эбонитовые палочки, наэлектризованные трением о мех?

4. Как взаимодействуют друг с другом две стеклянные палочки, наэлектризованные трением о шёлк?

5. Как взаимодействуют друг с другом эбонитовая палочка, наэлектризованная трением о мех, и стеклянная палочка, наэлектризованная трением о шёлк?

6. Какое действие друг на друга оказывают два одинаковых тела, получивших заряд от эбонитовой палочки?

7. Какое действие друг на друга оказывают два одинаковых тела, получивших заряд от стеклянной палочки?

8. Какое действие оказывает тело, получившее заряд от эбонитовой палочки, на тело, получившее заряд от стеклянной палочки?

9. Какое действие оказывают друг на друга наэлектризованные обычным способом стеклянные палочки?

10. Какое действие оказывает эбонитовая палочка на стеклянную палочку, если их наэлектризовать обычным способом (натиранием стекла о шёлк, эбонита – о мех)?

11. Составьте тексты из фраз А, Б, В.

А1 Б . В .
А2 Б … В …
А3 Б … В …

А: 1. Две эбонитовые палочки, потёртые о мех.

2. Две стеклянные палочки, потёртые о шёлк.

3. Стеклянная палочка, потёртая о шёлк, и эбонитовая палочка, потёртая о мех.

Б: 1. . имеют заряды разного знака.

2. . имеют заряды одного знака.

В: 1. . поэтому они отталкиваются друг от друга.

2. . поэтому они притягиваются друг к другу.

12. Отгадайте слово:

Это частица, обладающая, по мнению Франклина, положительным зарядом: 1 – наука о природе (первая буква); 2 – русский учёный, внёсший большой вклад в изучение электричества (первая буква); 3 – знак электрического заряда на стеклянной палочке при её трении о шёлк (третья буква); 4 – знак электрического заряда на эбонитовой палочке при её трении о шерсть (вторая буква); 5 – учёный, впервые аргументированно отстаивавший точку зрения о двух видах электрических зарядов (первая буква).

Учитель. Все, кто допустил ошибки при выполнении заданий, ещё раз просмотрите ОК и материал учебника.

Как вы оцениваете свою работу на уроке? Спасибо!

Балашов М.М. О природе: Книга для учащихся. – М.: Просвещение, 1991.

Буров В.А., Иванов А.И., Свиридов В.И. Фронтальные экспериментальные задания по физике. 9-й класс. – М.: Просвещение, 1986.

Буров В.А., Кабанов С.Ф., Свиридов В.И. Фронтальные экспериментальные задания по физике в 6–7-х классах. – М.: Просвещение, 1981.

Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. – М.: Просвещение, 1985.

Книга для чтения по физике: Сост. И.Г.Кириллова. – М.: Просвещение, 1986.

Колтун М. Мир физики. – М.: Детская литература, 1984.

Луппов Г.Д. Молекулярная физика и электродинамика в опорных конспектах и тестах. – М.: Просвещение, 1992.

Пеннер Д.И., Худайбердиев А. Программированные задания по физике для 6–7-х классов. – М.: Просвещение, 1985.

Пёрышкин А.В. Физика-8. – М.: Дрофа, 2001.

Усольцев А.П. Задачи по физике на основе литературных сюжетов. – Екатеринбург: У-Фактория, 2003.

У Ирины Ивановны Жалыбиной две замечательные профессии: одна – педагог, соединяющая в себе интеллект учёного, талант актёра, выдержку разведчика, осмотрительность сапёра, гибкость дипломата; другая объединяет в себе жену, маму и дочь. Это самая замечательная профессия. «Я счастлива от того, что утром с радостью иду в школу, а вечером, довольная, возвращаюсь домой, к своей семье – к любимому и терпеливому мужу, к замечательной маме и к двум прекрасным дочуркам – двенадцати лет и одного годика».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *