Основы

Электризация тел

Тела, способные подобно янтарю после натирания притягивать мелкие предметы, называют наэлектризованными. Это означает, что на телах в таком состоянии имеются электрические заряды, а сами тела называются заряженными. Заметим, что трение в процессе электризации не играет принципиальной роли. Электрические заряды возникают при тесном соприкосновении различных веществ. В случае твердых тел трение позволяет увеличить площадь взаимного контакта и таким образом увеличивает возможность их электризации. Два наэлектризованных тела могут либо отталкиваться, либо притягиваться друг к другу. Способность к такому взаимодействию связана с наличием на них электрических зарядов двух видов. Ответить на вопрос: «Что такое электрический заряд?» – нельзя, но можно утверждать точно, что наличие на теле электрического заряда приводит к способности электромагнитного взаимодействия его с другими телами, которые также владеют таким свойством.

Если зарядить два легких тела, подвешенных на шелковых нитях, прикасаясь к ним стеклянной палочкой, потертой о шелк, то они отталкиваются. То же самое наблюдается, если их зарядить от эбонитовой палочки, потертой о мех. Но если одно из тел зарядить от стеклянной палочки, а другое от эбонитовой, то они будут притягиваться. Когда наэлектризованные тела отталкиваются друг от друга, то говорят, что заряды на них одного рода, когда притягиваются, то заряды разного рода. Заряды разных родов принято называть положительными и отрицательными. Положительным принято считать заряд, который приобретает стекло при натирании его о шелк. Шелк при этом приобретает отрицательный заряд.

Важным явлением, которое позволяет понять процесс электризации тел, является следующее, если два тела, заряженные разноименными зарядами, привести в соприкосновение, то после этого сила взаимодействия между ними или исчезнет совсем, или уменьшится и изменит направление на противоположное. Заряды различных знаков компенсируют друг друга. Явление исчезновения с тела электрического заряда называют нейтрализацией. Этот факт говорит о том, что любое нейтральное тело содержит в одинаковом количестве положительные и отрицательные заряды. Они не возникают при натирании двух тел, а перераспределяются между телами таким образом, что на первом теле (стекле)образуется излишек положительных зарядов, а на втором теле (шелк) – излишек отрицательных. Электрический заряд заряженного тела можно передать на незаряженное тело, при этом предыдущий заряд тела будет изменяться.

Каким может быть наименьший заряд? Эксперименты показывают, что ни у одной из заряженных частиц не встречается заряд меньше заряда протона или электрона. Этот элементарный заряд равен –1,60•10–19 Кл у электрона и +1,60•10–19 Кл у протона. Заряд электрона обозначается символом е, а протона – р. Масса протона, однако в 1836 раз больше массы электрона. Известно также, что электроны и протоны входят в состав каждого атома. Поскольку протоны находятся в ядрах атомов, основную роль при электризации тел играют электроны. Так называемые валентные электроны, наиболее слабо связанные с ядром, а часть вообще может находиться за пределами атома. При близком контакте двух нейтральных тел часть электронов может переходить с одного тела на другое. Если на теле образовывается излишек электронов, то оно владеет отрицательным зарядом. Из приведенных рассуждений следует вывод: заряды не создаются и не пропадают, они могут быть переданы от одного тела другому или перемещены внутри одного тела. Это положение носит название закона сохранения электрического заряда и является основным в учении об электричестве. Оно никак не доказывается, а лишь подтверждается многочисленными фактами и экспериментами. Иногда его формулируют по-иному: в изолированной (замкнутой) системе алгебраическая сумма зарядов остается постоянной.

Поскольку всякий заряд q образуется совокупностью элементарных зарядов, он является целым кратным е:

q=|n × e|

Электрометр

где n – количество лишних элементарных зарядов. Равенство показывает, что электрический заряд – величина дискретная, однако элементарный заряд настолько мал, что возможную величину макроскопических зарядов можно считать изменяющейся непрерывно.

Обычно под словом «заряд» понимают частицу или тело, которые обладают способностью к электромагнитному взаимодействию.

Заряженное тело, размеры которого в данной конкретной задаче можно не учитывать, называют точечным. На практике в большинстве случаев заряженными бывают макроскопические тела.

Для измерения величины заряда на теле существует измерительный прибор – электрометр. При его соприкосновении с металлическим стержнем электрометра часть заряда переходит на посаженную на ось, проводящую стрелку и она отклоняется. По углу отклонения определяется величина заряда.

Дата: 30.04.2015

© Valentin Grigoryev (Валентин Григорьев)

Возможно Вам будут интересны следующие статьи из этого раздела:

Если Вы не нашли ничего интересного в этом разделе, тогда Вам следует воспользоваться левым вертикальным меню, чтобы попасть в интересующий Вас раздел сайта.