§ 23. Подільність електричного заряду. Елементарний електричний заряд

Думки вголос_

За допомогою електрометрів я проведу досліди, щоб переконатися в подільності електричного заряду. Дізнаюсь про існування елементарного електричного заряду.

Електрометри дозволяють провести досліди, які дають відповіді на багато запитань, пов’язаних з електричними явищами.

•    Як пояснити електризацію тіл?

•    Чому при дотиканні двох тіл одне до одного виникають заряди протилежних знаків?

•    Чи можна заряд розділити?

Щоб дати відповіді на ці запитання, проведемо досліди.

Дослід 1. Візьмемо два електрометри і металевий стрижень з ручкою із діелектрика. Зарядимо один електрометр, а металевий стрижень з’єднаємо з другим незарядженим електрометром.

а)    До з’єднання перший електрометр заряджений, за поділками зафіксуємо величину заряду. Другий електрометр незаряджепий (мал. 91).

б)    Після з’єднання металевим стрижнем заряд розподілився на два електрометри (мал. 92).

Дослід можна продовжити і побачити, що початковий заряд першого електрометра знову можна розділити на дві частини (якщо у другого електрометра рукою забрати заряд і приєднати до першого електрометра).

Електричний заряд — фізична величина, що визначає електричну взаємодію (притягання, відштовхування) заряджених частинок.

Фізики позначають електричний заряд буквою q і вимірюють його одиницею, яку на честь французького фізика Кулона названо кулон (1 Кл).

А ти знаєш?

Шарль Огюстен Кулон (1736-1806) — французький військовий інженер і вчений-фі-зик, дослідник електромагнітних і механічних явищ, член Паризької Академії наук. Його ім’ям названо одиницю електричного заряду і закон взаємодії електричних зарядів.

Чи є межа поділу електричного заряду? Наскільки безмежний процес поділу?

Щоб дати відповіді на ці запитання, фізики провели більш складні і точні дослідження (досліди Р. Міллікена та А. Іоффе) і відкрили частинку, яка має найменший електричний заряд. Цю частинку назвали електрон. Американський фізик Р. Міллікен встановив заряд електрона ( — 1,6 · IO^-19 Кл). Електричний заряд — це одна з найважливіших властивостей електрона.

А ти знаєш?

Роберт Ендрюс Міллікен (1868-1953) — американський фізик, займався дослідженням властивостей електрона. Перший у світі виміряв значення заряду електрона, вивчав явища фотоефекту, ультрафіолетове випромінювання, космічне випромінювання, будову атома.

Міллікен отримав Нобелівську премію з фізики 1923 року за вимірювання заряду електрона та працю з дослідження фотоефекту.

Абрам Федорович Іоффе (1880— 1960) — видатний фізик (народився в Ромнах Полтавської губернії), організатор науки, названий «батьком вітчизняної фізики», академік, творець наукової школи.

Згодом було визначено масу електрона т_е = 9,1 · IO^-81 кг. Заряд електрона прийнято називати елементарним зарядом.Тепер ми можемо пояснити ряд електричних явищ.

•    Електризацію тіл пояснюють переходом електронів із тіла, яке утримує їх слабкіше, у тіло, де електрони утримуються сильніше.

•    При дотиканні двох тіл виникають електричні заряди протилежних знаків. Тіло, яке втратило електрони, зарядиться позитивно (у нього нестача електронів), інше тіло зарядиться негативно (у нього надлишок електронів).

Підсумки

•    Електричний заряд тіла може ділитися.

•    Найменший електричний заряд — заряд електрона.

•    Електрон — елементарна частинка, яка має від’ємний заряд -1,6 · 10-¹⁹ Кл і масу 9,1 · 10"³¹ кг.

•    Електричний заряд — фізична величина, яка є властивістю елементарних частинок, позначається буквою q, вимірюється в кулонах.

Перевір свої знання

Розв'яжи усно

1.    Притягнуться чи відштовхнуться дві ебонітові налички, натерті шерстю? Відповідь обґрунтуй.

2.    На шовковій нитці висить мідна кулька, заряджена негативно. Як зміниться її заряд після заземлення?

3.    Вода із посудини витікає тонким струменем. Якщо воду в посудині зарядити від електрофорної машини, то струмінь розбризкуватиметься. Поясніть це явище.

4*. Чому в дослідах з електрометрами металевий дріт повинен мати керамічну ручку?

5*. Крапля масла, яка має заряд -ьц, розбилася на дві рівні частини. Який заряд кожної із утворених крапель?

6*. Є два електроскопи, один із яких має заряд. Яким стрижнем потрібно з’єднати електроскопи, щоб вони обидва були заряджені?

7*. Якщо скляною паличкою провести по металевому стрижню електроскопа, то електроскоп покаже заряд. Звідки він з’явився?

Завдання

1**. Дві краплі масла однакової маси, які мають відповідно заряди +2q і -q, з’єднались. Який буде заряд утвореної краплі?

2***. На нейтральну кульку перейшло 2000 електронів. Який заряд став у кульки? На скільки змінилась її маса?

З***. Нейтральна кулька віддала 5000 електронів. Який заряд став у цієї кульки? На скільки змінилась її маса?

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Сердюченко