Народна Освіта » Фізика » § 4. Закон збереження електричного заряду

НАРОДНА ОСВІТА

§ 4. Закон збереження електричного заряду

Виникає питання, як же з’являється у тіла той чи інший заряд? Яка природа електризації?

Спочатку доведемо, що у процесі електризації заряджаються обидва тіла. Скористаємося пластинкою з органічного скла і ебонітовою паличкою. Доторкнувшись ними по черзі до стрижня електрометра, переконаємося, що ні паличка, ні пластинка не мають електричного заряду. Встановимо на електрометр зрізану порожисту кулю-кондуктор. Потремо ебонітовою паличкою пластинку з органічного скла, і по черзі вводитимемо їх у сферичний кондуктор. Кожного разу стрілка електрометра відхиляється на один і той самий кут (мал. 2.8, а, б). Внесемо в кондуктор паличку і пластинку одночасно. Стрілка електрометра не відхиляється (мал. 2.8, в). Виймемо ебонітову паличку з кондуктора, залишивши пластинку органічного скла, — стрілка відхилиться. Внесемо паличку — стрілка опаде. Виймемо пластину органічного скла — стрілка електрометра знову відхилиться.

На підставі результатів цього досліду можна дійти таких висновків.

1.    Унаслідок натирання одного тіла іншим обидва тіла електризуються.

2.    Заряди, що їх набувають тіла, мають однакові значення, але протилежні за знаком.

3.    Алгебраїчна сума зарядів, що їх одержують обидва тіла внаслідок взаємодії, залишається сталою (нуль).

Явище електризації вчені пояснили в кінці XIX — на початку XX ст., коли з’ясували будову атома. Ви вже знаєте, що атоми різних елементів мають масивне позитивно заряджене ядро. Воно складається з протоніві нейтронів. Позитивний заряд ядра дорівнює сумі зарядів протонів. Нейтрони не мають електричного заряду. Маси протонів і нейтронів майже однакові. Вони утримуються в ядрі завдяки дії особливих ядерних сил. Ядерні сили значно більші, ніж електричні сили відштовхування однойменно заряджених протонів.

Ядро оточене електронною оболонкою (мал. 2.9). Кількість електронів у електронній оболонці атома дорівнює кількості протонів. Електрони мають такі самі за значенням, як і протони, але негативні заряди. Тому атом загалом не має електричного заряду. У нього сумарний позитивний заряд протонів

компенсується сумарним негативним зарядом електронів.

 

Тіла складаються з атомів, і за звичайних умов вони нейтральні — не мають електричного заряду. Маса окремого електрона дуже мала, майже у 1840 разів менша за масу протона. Зменшення чи збільшення маси тіла унаслідок втрати або приєднання ним навіть багатьох електронів непомітне.

Проте, якщо з якоїсь причини атом втратить один або кілька електронів, у ньому переважатиме позитивний заряд протонів і атом стане зарядженим позитивно. Атом, який втратив електрони, називають позитивним іоном. Атом може приєднувати електрони. Такий атом стає негативним іоном. Схематично процеси іонізації атома відображено на мал. 2.10.

 

Результати проведеного досліду з електризації тертям ебонітової палички та пластинки з органічного скла свідчать, що відбувається перерозподіл зарядів між тілами, які початково були нейтральними. Під час тісного контакту різнорідних тіл їхні атоми обмінюються електронами. В одних

речовинах електрони не так сильно зв’язані із своїми атомами, як ό ін0их. Том0 частина електронів одного тіла переходить до ін0ого. Коли ми роз’єдн0ємо два різнорідні тіла, в одном0 із них, наприклад органічном0 склі, електронів зали0аєть-ся мен0е, а в ін0ом0 (ебонітовій паличці) — біль0е. Заряд оргскла стає позитивним, а ебонітової палички — негативним. Схематично процес електризації можна зобразити так, як показано на мал. 2.11.

Тертя одного тіла об ін0е збіль00Є площу поверхонь, що дотикаються. Відповідно збіль00ється й кількість електронів, які мож0ть переміститися з одного тіла до ін0ого. Нові заряджені частинки не виникають, а ті, що існ0вали рані0е, нік0-ди не зникають. Алгебраїчна сума зарядів, які виникли у процесі електризації, залишається незмінною і дорівнює нулю.

Якщо система тіл ізольована і не може обмінюватися електричними зарядами з ін0ими тілами, що не входять до цієї системи, то вона вважається замкн0тою. Для такої системи справдж0ється закон збереження електричного заряду.

У замкнутій системі алгебраїчна сума зарядів, яких

набувають тіла унаслідок будь-якого процесу, залишається

сталою.

За0важимо, що зарядів як таких ό природі не існ0Є. Терміни “заряд”, “обмін зарядами”, “перерозподіл зарядів” вживають для спрощення. При цьом0 мають на 0вазі частинки (електрони, протони та ін.) з особливими властивостями, які ми й називаємо електричними зарядами. Негативний заряд тіла визначається надли0ком електронів порівняно з кількістю протонів ό ньом0, позитивний — біЛЬ0ою кількістю протонів, ніж електронів.

ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ

1.    Як можна довести, що в процесі електризації заряду набувають обидва тіла, які беруть участь у цьому процесі?

2.    Пояснити процес електризації тіл на підставі уявлень про будову атомів, з яких вони складаються.

3.    Що таке іон? Як утворюються іони?

4.    У чому полягає закон збереження електричного заряду?

5.    Чи є електричні заряди в не наелектризованих тілах?

6.    Чи можна вважати правильним таке висловлювання: при натиранні одного тіла іншим створюються електричні заряди? Як це сказати точніше?

7.    Чи завжди одне й те саме тіло через тертя або тісний контакт з нейтральними предметами з інших речовин унаслідок електризації, набуває заряду одного й того ж самого знака?

8.    Дві краплини води, одна з яких мала позитивний заряд 10 нКл, а інша — негативний -20 нКл, злилися в одну краплю. Яким став заряд нової краплі?

9.    Дві однакові кульки мають заряди: одна 8 мкКл, друга

2 мкКл. Кульки з’єднали між собою і розвели. Який заряд у кожної з них після роз’єднання?

 

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Бойко

 

Категорія: Фізика

Автор: evg от 7-08-2016, 20:48, посмотрело: 956