1-mavzu.
Elektr zaryadlarning o’zaro ta’sir qonuni. Kulon qonuni.
Nuqtaviy zaryad haqida tushuncha. Zaryadlarning xalqaro (si) va sgs
birliklar sistemasidagi birliklari. Zaryadlarning chiziqiy, hajmiy va sirtiy
zichliklari.
Reja:
1.Elektr zaryadi, turlari, xossalari, nuqtaviy zaryad, elementar zaryad va uning
xususiyatlari haqida tushunchalar berish hamda tahlil qilish.
2.Jismlarning zaryadlanishining zamonaviy mexanizmlarini tushuntirish.
3.Kulon qonunini eksperimental tadqiqotlar asosida tushuntirish, qo’llanish
chegaralari haqida fikr almashish, aniqlik darajasi haqida ma’lumotlar berish.
4.Kulon qonunidagi proporsionallik koeffitsiyentini tushuntirish, CI va CGC
birliklar tizimidagi ko’rinishlarini yozish.
5.Muhitning dielektrik singdiruvchanligini fizik ma’nosi, elektr doimiysining
fizik mazmunini tushuntirish.
6.Zaryadlarning chiziqiy, sirtiy va hajmiy zichliklari tushunchalarini berish,
fizik kattaliklarning kiritilish sabablarini va ahamiyatini tushuntirish.
7.Jismlarning zaryadlanishi bilan bog’liq amaliy masalalarga misollar
keltirish
Elektr zaryadi, turlari, xossalari, nuqtaviy zaryad, elementar zaryad va
uning xususiyatlari haqida tushunchalar berish hamda tahlil qilish
. Hozirgi
vaqtda elektr hodisasi va qonunlarining turmushda nihoyatda kata ahamiyatga ega
ekanligini inkor qilib bo’lmaydi. Turli xil elektr mashina va asboblarning ishlashini
tushunib olish uchun elektrning asosiy xususiyatlari va qonuniyatlarini oz
miqdorda bo’lsa ham bilib olish zarur. Shuning uchun oldin ba’zi eng sodda elektr
hodisalari bilan tanishib chiqamiz. Elektr hodisalari odamlarni tabiat mavjud
bo’lgandan buyon qiziqtirib keladi. Mo’ynaga ishqalangan kahrabo tayoqchaning
pat, qog’oz, yengil buyum bo’lakchasi va shunga o’xshash yengil jismlarni o’ziga
tortishini miloddan avvalgi 640-550- yillarda yasgagan yunon faylasufi Fales
Miletskiy kuzatgan bo’lib, bu hodisa mohiyati ochilmaganicha qolib ketdi va uzoq
yillar davomida o’rganilmadi. XVI asrda ingliz olimi Gilbert Fales tajribalarini
takrorladi va tajribalar asosida kahrabodan boshqa jismlar ham bir-biri bilan
ishqalanganda yengil jismlarni o’ziga tortishini aniqladi. Masalan, shisha
tayoqchani shoyiga yoki kahrabo (ebonit) tayoqchani jun matoga ishqalab, so’ng
maydalab yirtilgan qog’oz parchalariga yaqinlashtirilsa, qog’oz parchalarining
ularga tortilishi kuzatiladi (1-rasm).
Bunday hodisalar XVII asr boshlarida elektr
deb ataldi. Elektr so’zi grekcha “electron”
so’zidan olingan bo’lib, “kahrabo”(ebonit)
demakdir. Keyinchalik, ishqalanish natijasida
yengil jismlarni o’ziga tortadigan bo’lib qolgan jismlarni elektrlangan jismlar yoki
elektr zaryadi bilan zaryadlangan jismlar deb yuritiladigan bo’ldi. Yuqorida
keltirilgan tajribalardan ko’rinadiki, barcha elektrlangan jismlar boshqa yengil
jismlarni o’ziga tortar ekan. Endi shoyiga ishqalangan shisha tayoqchada hosil
bo’lgan elektr zaryadi bilan mo’ynaga ishqalangan ebonite tayoqchada hosil
bo’lgan elektr zaryadlari bir-biridan farq qiladimi yoki yo’qmi, degan savol
tug’iladi. Bu savolga javob berish uchun quyidagi tajribalarga murojaat qilamiz.
Ipak ipga osilgan zar qog’ozdan yasalgan sharchaga zaryadlangan shisha
tayoqchani tekkizsak (2-a rasm), sharcha zaryadlanadi. Endi zaryadlangan shisha
tayoqchani zaryadlangan sharchaga qayta yaqinlashtirsak, u tayoqchadan itariladi
(2-b rasm). Agar zaryadlangan bu sharchaga zaryadlangan ebonite tayoqchani
yaqinlashtirsak, sharcha tayoqchaga tortiladi (2-d rasm). Demak, jismlar
zaryadlanganda ular orasida o’zaro ta’sir mavjud
bo’lar ekan.
Nima
sababdan
shunday
bo’lishini
aniqlash
uchun
quyidagi tajribalarni o’tkazamiz.
1-rasm.
2-rasm.
Ipak iplarga osilgan ikkita sharchani zaryadlandan shisha tayoqchani tekkizish
orqali
zaryadlaylik.
Shundan
keyin
zaryadlangan
sharchalarni
o’zaro
yaqinlashtirsak, ular bir-biridan qochadi (3-a rasm). Shu kabi sharchalarni
zaryadlangan ebonite tayoqcha orqali zaryadlab, bir-biriga yaqinlashtirsak, bu
holda ham sharchalar bir-biridan qochadi (3-b rasm). Agar sharchalardan birini
zaryadlangan shisha tayoqcha bilan, ikkinchisini zaryadlangan ebonite tayoqcha
bilan zaryadlab bir- biriga yaqinlashtirilsa, u holda sharchalarning bir-biriga
tortilishini ko’rish mumkin (3-d rasm). Bundan ko’rinadiki, shisha va ebonit
tayoqchalarda hosil bo’lgan zaryadlarning tabiati turlicha bo’lar ekan. Dema,
tajribalar tabiatda ikki tur elektr zaryadlari mavjud bo’lib, bir xil ishorali elektr
zaryadlari bilan zaryadlangan jismlar itarilishini, turli ishorali elektr zaryadlari
bilan zaryadlangan jismlar esa o’zaro tortilishini ko’rsatadi.
Shartli ravishda shoyiga ishqalangan shishada hosil bo’lgan elektr zaryadlari
musbat (+) ishorali zaryad deb, mo’ynaga ishqalangan kahraboda hosil bo’lgan
elektr zaryadlarini manfiy (-) ishorali zaryad deb qabul qilingan. “Musbat zaryad”
va “manfiy zaryad” tushunchalarini hamda ularni mos ravishda “+” va “-“
ishoralar bilan belgilashni amerikalik fizik B.Franklin 1750-yilda birinchi marta
o’zining elektr hodisalari haqidagi “unitar nazariya”sida kiritgan. Tabiatda mavjud
bo’lgan barcha jismlarda har doim o’zaro teng miqdorda musbat va manfiy
zaryadlar bo’lib, jismlar, odatda, elektr jihatdan neytral holatda bo’ladilar. Hozirgi
vaqtda biz bilamizki, hamma jismlar atom yoki molekulalardan tashkil topgan.
Atom esa musbat zaryadli yadrodan va manfiy zaryadli elektronlardan tarkib
topgan neytral sistemadir. Agar atom tarkibidagi electron biror usul bilan
tashqaridan qo’shimcha energiya ola olsa, u holda elektron yadro bilan
bog’lanishni uzib, o’z atomini tark etishi va jism ichida o’zini erkin zarradek
tutishi, hatto jismdan tashqariga chiqib ketishi ham mumkin. Masalan, jismlar bir-
biriga ishqalanganda ( bunda ishqalashning mexanik energiyasi jismlarning ichki
energiyasiga aylanadi, binobarin, elektronlar qo’shimcha energiyoga ega bo’ladi)
bunday elektronlarning birorqismi bir jismdan ikkinchi jismga o’tishi mumkin.
Demak, ishqalanish natijasida biridan ikkinchisiga elektronlar o’tishi hisobiga
3-rasm.
birinchi jism musbat, ikkinchisi manfiy zaryadlanadi. Agar bir jismDan ikkinchi
jismga o’tgan elektronlarning soni n ta bo’lsa, u holda jismlarning har birining
zaryadi q=ne bo’ladi, bu yerda e- electron zaryadi, uning qiymati e=1,6*
.
Umuman, jismlarni uch xil usul bilan zaryadlash mumkin. Birinchisi: jismlarni bir-
biriga ishqalash yo’li bilan zaryadlash. Bu holni yuqorida ko’rib o’tdik. Ikkinchisi:
elektr o’tkazuvchanlikdan foydalanib zaryadlash. Bunda zaryadlangan jismni
zaryadlanishi lozim bo’lgan jismga bevosita tekkiziladi (kontaktga keltiriladi).
Bunda elektr o’tkazuvchanlik tufayli zaryadli zarra (electron) learning
zaryadlangan jismdan zaryadlanmagan jismga o’tishi natijasida keying jism
zaryadlanib qoladi. Elektrofor mashina yordamida jismlarni zaryadlash bunga
misol bo’la oladi. Uchinchisi: ta’sir orqali zaryadlash yoki electrostatic induksiya
usuli. Shunday qilib, yuqorida kocrib o’tilgan tajribalarda shoyiga ishqalangan
shisha tayoqchadan elektronlar shoyiga o’tishi tufayli shisha tayoqcha musbat,
shoyi esa manfiy zaryadlanin qoladi; jun mato esa musbat zaryadlanib qoladi,
degan xulosaga kelamiz. Umuman olganda, bir-biriga ishqalangan ikki jismdan
qaysi biri elektronlarni bersa, musbat, ortiqcha elektronlarni qabul qilib olsa,
manfiy zaryadlanib qoladi. Olingan jismlardagi qarama-qarshi ishorali zaryadlar
miqdori teng bo’lib, ular yo’qolmaydi. Bu bir jismda bir xil ishorali zaryaddan
qancha miqdorda kamaysa, ikkinchi jismda o’shanday ishorali zaryaddan shuncha
miqdorda ortadi, degan ma’noni anglatadi. Demak, jismlarda zaryadning umumiy
miqdorI o’zgarmaydi. Bu esa zaryadning saqlanish qonuni deb ataladi. Ushbu
qonun tashqaridan zaryadli zarralar kirmaydigan va tashqariga bunday zarralar
chiqmaydigan jismlar to’plami, ya’ni Sistema uchun to’g’ridir. Bunday Sistema
yopiq sistema deb ataladi. Yopiq sistemalarda barcha zarralar zaryadlarining
algebraik yig’indisi o’zgarmasdir:
Zaryadlangan jismlarNing bir-biridan itarilishida yoki tortilishida namoyon
bo’ladigan
elektr
zaryadlarining
o’zaro
ta’sir kuchi elektr kuchlari deyiladi. Elektr kuchlari elektr zaryadlari tomonidan
yuzaga keladi. Jismlarning zaryadlanganligini aniqlashga imkon beruvchi asbob
elektroskop deb ataladi. Elektroskopning ishlashi zaryadlangan jismlarning o’zaro
ta’siriga asoslangan.
4-a rasmda elektroskop keltirilgan bo’lib uning tuzilishi quyidagicha: metal
gardish (1)ga o’rnatilganplastmassatiqin (2)orqali metall tayoqcha (3) o’tkazilgan
bo’lib, tayoqchaning uchiga ikkita zar qog’oz – yaproqchalar (4) yopishtirilgan,
gardishning ikkala tomoni oyna bilan berkitilgan. Elektroskop qancha ko’p zaryad
bilan zaryadlansa, uning yaproqchalari shuncha kattaroq burchakka ochiladi.
Demak, elektroskop yaproqchalari orasidagi burchakning kattaligiga qarab, uning
zaryadi oshganligini yoki kamayganligini bilish mumkin. Agar zaryadlangan
elektroskopga xuddi shunday ishorali elektr zaryadi bilan zaryadlangan boshqa
jism yaqinlashtirilsa, elektroskop yaproqchalari bir-biridan yanada uzoqlashadi (4-
b rasm). ElektroskopGA qarama-qarshi ishorali elektr bilan zaryadlangan jism
yaqinlashtirilsa (4-d rasm), uning yaproqchalari orasidagi burchak kamayadi.
Elektroskopni birinChi marta rus olimi G.V. Rickman ixtiro qilgan.
Do'stlaringiz bilan baham: |