Електризація тіл: визначення
Тіла, здатні подібно янтарю після натирання притягати дрібні предмети, називають наелектризованими. Це означає, що на тілах в такому стані є електричні заряди, а самі тіла називаються зарядженими. Зауважимо, що тертя в процесі електризації не грає принципової ролі. Електричні заряди виникають при тісному зіткненні різних речовин. У разі твердих тіл тертя дозволяє збільшити площу взаємного контакту і таким чином збільшує можливість їх електризації. Два наелектризованих тіла можуть або відштовхуватися, або притягатися один до одного. Здатність до такої взаємодії пов’язана з наявністю на них електричних зарядів двох видів. Відповісти на питання: “Що таке електричний заряд?” – не можна, але можна стверджувати точно, що наявність на тілі електричного заряду призводить до здатності електромагнітної взаємодії його з іншими тілами, які також володіють такою властивістю.
Якщо зарядити два легких тіла, підвішених на шовкових нитках, торкаючись до них скляною паличкою, потертій про шовк, то вони відштовхуються. Те ж саме спостерігається, якщо їх зарядити від ебонітовою палички, потертої про хутро. Але якщо одне з тіл зарядити від скляної палички, а інше від ебонітовою, то вони будуть притягатися. Коли наелектризовані тіла відштовхуються одна від одної, то кажуть, що заряди на них одного роду, коли притягуються, то заряди різного роду. Заряди різних родів прийнято називати позитивними і негативними. Позитивним прийнято вважати заряд, який набуває скло при натирання його про шовк. Шовк при цьому набуває негативний заряд.
Важливим явищем, яке дозволяє зрозуміти процес електризації тіл, є наступне, якщо два тіла, заряджені різнойменними зарядами, привести в зіткнення, то після цього сила взаємодії між ними або зникне зовсім, або зменшиться і змінить напрямок на протилежне. Заряди різних знаків компенсують один одного. Явище зникнення з тіла електричного заряду називають нейтралізацією. Цей факт говорить про те, що будь-який нейтральне тіло містить в однаковій кількості позитивні і негативні заряди. Вони не виникають при натирання двох тіл, а перерозподіляються між тілами таким чином, що на першому тілі (склі) утворюється надлишок позитивних зарядів, а на другому тілі (шовк) – надлишок негативних. Електричний заряд зарядженого тіла можна передати на незаряджене тіло, при цьому попередній заряд тіла буде змінюватися.
Яким може бути найменший заряд? Експерименти показують, що ні в однієї із заряджених частинок не зустрічається заряд менше заряду протона або електрона. Цей елементарний заряд дорівнює -1,60 – 10-19 Кл у електрона і + 1,60 – 10-19 Кл у протона. Заряд електрона позначається символом е, а протона – р. Маса протона, проте в 1836 разів більше маси електрона. Відомо також, що електрони і протони входять до складу кожного атома. Оскільки протони знаходяться в ядрах атомів, основну роль при електризації тіл грають електрони. Так звані валентні електрони, найбільш слабо пов’язані з ядром, а частина взагалі може перебувати за межами атома. При близькому контакті двох нейтральних тел частина електронів може переходити з одного тіла на інше. Якщо на тілі утворюється надлишок електронів, то воно володіє негативним зарядом. З наведених міркувань випливає висновок: заряди не створюються і не пропадають, вони можуть бути передані від одного тіла іншому або переміщені всередині одного тіла. Це положення носить назву закону збереження електричного заряду і є основним у вченні про електрику. Воно не доводиться, а лише підтверджується численними фактами і експериментами. Іноді його формулюють по-іншому: в ізольованій (замкнутої) системі алгебраїчна сума зарядів залишається сталою.
Оскільки всякий заряд q утворюється сукупністю елементарних зарядів, він є цілим кратним е:
Q = | n × e |
Де n – кількість зайвих елементарних зарядів. Рівність показує, що електричний заряд – величина дискретна, однак елементарний заряд настільки малий, що можливу величину макроскопічних зарядів можна вважати, що змінюється безперервно.
Зазвичай під словом “заряд” розуміють частку або тіло, які мають здатність до електромагнітного взаємодії.
Заряджене тіло, розміри якого в даній конкретній задачі можна не враховувати, називають точковим. На практиці в більшості випадків зарядженими бувають макроскопічні тіла.
Для вимірювання величини заряду на тілі існує вимірювальний прилад – електрометрії. При його зіткненні з металевим стрижнем електрометрії частина заряду переходить на посаджену на вісь, котра проводить стрілку і вона відхиляється. За куту відхилення визначається величина заряду.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)