|
§ 08-г. Закон сохранения электрического заряда
Ещё раз обратимся к опытам, описанным в предыдущих параграфах. Обратили ли вы внимание, что заряды всегда возникают и исчезают парами? Например, равные по модулю и противоположные по знаку заряды возникают одновременно на шерсти и эбоните, на шёлке и стекле (см. § 8-б). В опыте по электризации индукцией аналогично: шары приобретали равные по модулю и противоположные по знаку заряды также одновременно (см. § 8-в).
Повторим опыт по электризации индукцией иначе. Сначала те же шары по-прежнему не заряжены (д). Поднесём заряженную палочку (е), затем уберем её и лишь после этого раздвинем шары (ж). В итоге шары окажутся незаряженными (з). Объясним этот опыт.
Когда мы поднесли положительно заряженную палочку (е), шары приобрели разноимённые заряды, так как часть электронного газа правого шара переместилась в левый шар, придав ему отрицательный заряд. Одновременно на правом шаре возник недостаток электронов, поэтому шар зарядился положительно. Когда палочку убрали, отрицательно заряженный электронный газ вернулся в правый шар, нейтрализовав заряд его ионов (ж). Это значит, что алгебраическая сумма зарядов в каждом шаре превратилась в ноль – оба шара вновь стали незаряженными. Такими они и остаются после раздвигания (з).
Подобными и многими другими опытами доказано, что при любых явлениях, связанных с возникновением и переходом зарядов от одних тел к другим, алгебраическая сумма зарядов участвующих в этом тел всегда остаётся постоянной – гласит закон сохранения электрического заряда. Примечание: алгебраическая сумма зарядов, всегда оставаясь постоянной, не обязана быть равной нулю (например, если шар или шары до электризации их индукцией уже имели заряд или заряды).
Что объединяет все опыты, описанные в предыдущих параграфах?
В опытах с шерстью, шёлком, стеклянной и эбонитовой палочками ...
В опытах по электризации индукцией металлические ...
Прежде мы раздвигали шары, не убирая палочки, сейчас ...
В результате изменения хода опыта ...
Сначала шары приобрели заряды противоположных знаков, потому что ...
При раздвигании шаров после того, как убрали палочку, ...
При обратном перемещении электронного газа в правый шар ...
Сформулируйте первый закон, изученный нами в этой теме.
Пример в скобках иллюстрирует, что ...
В физике установлено, что электрический заряд любого тела вне зависимости от знака заряда поддаётся делению на части. Убедимся в этом на опыте с электроскопами (см. рисунок).
Зарядим палочкой левый электроскоп (а). Затем соединим его со вторым электроскопом металлической проволокой (б). Мы увидим, что заряд распределится между приборами, и лепестки левого немного «опадут», а лепестки правого немного «поднимутся». Уберём проволоку и коснёмся правого электроскопа рукой (в). Заряд перейдёт по руке внутрь нашего тела, и лепестки правого электроскопа полностью «опадут».
Так можно поступать много раз: заряд левого электроскопа будет делиться на всё более мелкие части. Важно: проволоку необходимо брать не рукой, а предметом из вещества-диэлектрика (см. § 8-в). Иначе весь заряд левого электроскопа сразу перейдёт по проволоке внутрь нашего тела, и мы не сможем наблюдать его деление на части при переходе на правый электроскоп.
Опытами американского учёного Р.Милликена и российского учёного А.Ф.Иоффе установлено, что заряды тел можно делить не бесконечно: в природе существует наименьшая порция электрического заряда – элементарный заряд – модуль заряда электрона или заряд протона:
qmin ≈ 1,6·10-19 Кл.
Следствие: заряд любого тела складывается из зарядов всех свободных электронов или оставшихся без «электронного партнёра» протонов.
Таким образом, возникновение и исчезновение (нейтрализация) зарядов тел при переходе свободных электронов – частный случай проявления закона сохранения электрического заряда.
Далее вместо стеклянной мы возьмём эбонитовую палочку и покажем: ...
Мы считаем, что заряд разделился между двумя электроскопами, так как ...
Чтобы иметь возможность наблюдать дальнейшее деление заряда ...
Касание правого электроскопа рукой приведёт к тому, что его ...
Многократно повторяя описанный опыт, мы убедимся, что ...
Почему проволоку нужно брать (держать) предметом из диэлектрика?
Откуда известно, что заряды тел можно делить не бесконечно?
На качественном уровне мы скажем, что элементарный заряд – это ...
В количественном отношении элементарный заряд – это ...
Из опытов Иоффе-Милликена и закона сохранения заряда следует, что ...
Do'stlaringiz bilan baham: |
