Електризація тертям
Основною причиною явища, яке ми називаємо “електризація тертям”, є те, що при тісному зіткненні двох різних тіл частина електронів переходить з одного тіла на інше. В результаті цього на поверхні першого тіла виявляється позитивний заряд (нестача електронів), а на поверхні другого тіла – негативний заряд (надлишок електронів). Зсув електронів при цьому дуже малий, воно буває порядку міжатомних відстаней (м). Тому виник на межі двох тіл так званий подвійний електричної шар нічим не проявляючий себе в зовнішньому просторі. Але якщо тіла розсунути, то на кожному з них виявиться заряд того чи іншого знака. У цьому ми і переконуємося, вносячи кожне з цих тіл в стакан електроскопа.
Говорячи про “тісне зіткнення” двох тіл, ми мали на увазі таке зближення їх, при якому відстань між частинками різних тіл стає приблизно таким же, як відстань між атомами або молекулами одного і того ж тіла. Тільки за цих умов можливе “захоплення” одним тілом електронів іншого тіла і виникнення подвійного електричного шару. Але тіла, з якими ми маємо справу, ніколи не бувають ідеально гладкими. Тому навіть тоді, коли ми притискаємо два тіла впритул один до одного, дійсно тісне зіткнення їх у зазначеному сенсі слова має місце не на всій поверхні тіл, а тільки в окремих невеликих ділянках. Коли ми тремо тіла один про одного, ми збільшуємо кількість таких ділянок тісного контакту, в яких відбувається електризація, і тим самим збільшуємо загальний заряд, який виявиться на кожному з тіл, коли ми їх розсунемо. Тільки в цьому і полягає роль тертя. “Електризація тертям” – це назва, що має тільки історичне походження.
У тому, що справа йде саме так і що виникнення електричних зарядів при тісному зіткненні різних тіл відбувається і тоді, коли тертя між цими тілами в звичайному сенсі слова немає. Візьмемо два електроскопа і зміцнимо на стрижні кожного з них високий металевий стакан. В один з цих склянок наллємо дистильовану воду і погрозимо в неї кульку з парафіну, укріплену на ізолюючій ручці. Вийнявши цю кульку з води, ми побачимо, що листки електроскопа розійдуться. Досвід вдається незалежно від того, погрозимо ми кульку у воду на малу або на велику глибину і чи будемо ми виймати його з води повільно або швидко. Це показує, що заряди розділяються при зіткненні кульки і рідини і що тертя, як таке, тут ролі не грає. Перенісши кульку в другу склянку, ми побачимо, що листки другого електроскопа розходяться, тобто кульку придбав електричний заряд при зіткненні з водою. З’єднаємо тепер електроскопи дротом; листки обох електроскопів опадають, і це показує, що заряди, придбані водою і кулькою, рівні по модулю і протилежні за знаком.
Поділ зарядів і виникнення подвійного електричного шару має місце при зіткненні будь-яких двох різних тіл: діелектриків або провідників, твердих тіл, рідин або газів. Ми побачимо далі, яке значення має цей факт для пояснення ряду важливих явищ, у тому числі дії гальванічних елементів. Чому ж, описуючи явища електризації тертям, ми завжди брали для досвіду тільки хороші діелектрики – бурштин, скло, шовк, ебоніт і т. п.? Причина цього полягає в тому, що в діелектриках заряд залишається там, де він виник, і не може через всю поверхню тіла перейти на інші дотичні з даним тілом предмети. Втім, одне з натираючих тіл могло б бути і шматком металу, укріпленим на ізолюючій ручці. Однак наш досвід електризації тертям не вдався б, якби обидва тіла, що труться одна об одну, були металами, навіть якщо обидва ці тіла були ізольовані. Причина полягає в тому, що ми практично не можемо відокремити наші тіла одне від іншого відразу по всій поверхні. Внаслідок неминучої їх шорсткості в момент відриву завжди залишатимуться якісь останні точки дотику, і так як електрони вільно рухаються через метал, то через ці “містки” в останній момент всі надлишкові електрони перетечуть з одного шматка металу на інший, і обидва Вони виявляться незарядженими.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)