ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વિશે શું અલગ છે તે હવા દ્વારા પ્રસારિત થતું નથી. વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ

35. ઇલેક્ટ્રીક રિસ્પ્લેશન ચાલો હવે વર્ણવેલ સસ્પેન્ડેડ ઇલેક્ટ્રિફાઇડ કોમ્બ સાથેના પ્રયોગ પર પાછા ફરીએ. અમે જોયું છે કે તે કોઈપણ બિન-ઇલેક્ટ્રીફાઇડ શરીર દ્વારા આકર્ષાય છે. અન્ય, ઇલેક્ટ્રિફાઇડ, ઑબ્જેક્ટ તેના પર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે અનુભવવું રસપ્રદ છે. અનુભવ

પાણીના તરંગોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ચાલો પાણી પર બે સ્ત્રોતો બનાવીએ જે આવર્તન અને ઇચ્છાના કંપનવિસ્તારમાં સમાન હોય. આ કરવા માટે, અમે જે ઉપકરણથી પરિચિત છીએ તેના પર, અમે સળિયા B ને આડા રોકર હાથથી બદલીશું, અને રોકર હાથના છેડા પર બે ઊભી સળિયા જોડીશું. દરેક લાકડી, અચકાતા,

મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ધ સ્ટાન્ડર્ડ મોડલ જણાવે છે કે પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને અન્ય ભારે કણો બિલકુલ પ્રાથમિક નથી, પરંતુ તેમાં અન્ય, નાના કણો - ક્વાર્કનો સમાવેશ થાય છે. બદલામાં, ક્વાર્કને ત્રણ "રંગો" અને છ "સ્વાદ" દ્વારા અલગ પાડવામાં આવે છે (આ શબ્દો નથી

નબળી પો ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માનક મોડલ, તાકાત નબળી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઇલેક્ટ્રોન, મ્યુઓન, ટાઉ મેસોન અને અનુરૂપ ન્યુટ્રિનો જેવા લેપ્ટોનના ગુણધર્મો નક્કી કરે છે. અન્ય દળોની જેમ, લેપ્ટોન્સ ક્વોન્ટાની આપલે દ્વારા ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જેને W- અને કહેવામાં આવે છે

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રમાણભૂત મોડેલમાં અન્ય કણો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના મેક્સવેલના સિદ્ધાંતનો સમાવેશ થાય છે. સ્ટાન્ડર્ડ મોડલનો આ ભાગ, જે ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રકાશની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સમજાવે છે અને તેને કહેવામાં આવે છે ક્વોન્ટમ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ(QED), પુષ્ટિ

પ્રકરણ 4. પદાર્થ, વીજળી અને પ્રકાશ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ફેરાડેની શોધોના સૈદ્ધાંતિક પડઘા મેક્સવેલ અને આઈન્સ્ટાઈન જેવા આગામી પેઢીના વૈજ્ઞાનિકો સુધી પહોંચ્યા. તેઓએ વધુ ચોકસાઇ સાથે સિદ્ધાંતો ઘડવા માટે સેન્ડેમેનિયનો પાસેથી જવાબદારી લીધી

ચુંબકત્વ અને પ્રકાશ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા: ફેરાડે અસર જોકે પ્રકાશ અને ચુંબકત્વમાં કંઈ સામ્ય નથી એવું લાગતું હતું, પરંતુ હકીકતમાં તેઓ એકબીજા સાથે સંકળાયેલા છે. જ્યારે પણ આપણે કોઈ વસ્તુને સ્પર્શ કરીએ છીએ, ત્યારે આપણી આંગળીઓના પરમાણુ તેના પરમાણુ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે

ચાર્જ્ડ બોડીના આકર્ષણ અથવા વિકારને શોધવાનું શક્ય બનાવે તેવા પ્રયોગો અમને ખાતરી આપે છે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અંતર પર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. તદુપરાંત, ઇલેક્ટ્રિફાઇડ સંસ્થાઓ એકબીજાની જેટલી નજીક છે, તેમની વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વધુ દૂર છે, તે નબળી છે;

મિકેનિક્સનો અભ્યાસ કરતી વખતે, અમે જોયું કે એક શરીરની અન્ય પરની ક્રિયા તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન સીધી થાય છે. ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કેવી રીતે સમજાવવી? અમારા પ્રયોગોમાં, ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડી એકબીજાથી અમુક અંતરે સ્થિત હતી. કદાચ એક ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડીની અસર બીજા શરીરની વચ્ચેની હવા દ્વારા પ્રસારિત થાય છે? જો કે, ચાર્જ થયેલ સંસ્થાઓ પણ અંદરોઅંદર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે વાયુહીન જગ્યા. જો તમે એર પંપની ઘંટડી નીચે ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોસ્કોપ મૂકો છો, તો ઇલેક્ટ્રોસ્કોપના પાંદડા હજી પણ એકબીજાને ભગાડે છે (ફિગ. 36). (ઘંટડીની નીચેથી હવાને બહાર કાઢવામાં આવી છે.) અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માઈકલ ફેરાડે અને જેમ્સ મેક્સવેલે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ કર્યો હતો.

ચોખા. 36. એર પંપ બેલ હેઠળ ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોસ્કોપ

વિદ્યુત અસાધારણ ઘટનાના લાંબા અભ્યાસના પરિણામે, તે સ્થાપિત થયું છે કે દરેક ચાર્જ થયેલ શરીર આજુબાજુથી ઘેરાયેલું છે. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર.

વિદ્યુત ક્ષેત્ર છે ખાસ પ્રકારબાબત, દ્રવ્યથી અલગ.

આપણી ઇન્દ્રિયો વિદ્યુત ક્ષેત્રને સમજી શકતી નથી. ફીલ્ડ એ હકીકતને કારણે શોધી શકાય છે કે તે તેમાં કોઈપણ ચાર્જ પર કાર્ય કરે છે. આ તે જ છે જે ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને સમજાવે છે. એક ચાર્જની આસપાસનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર પ્રથમ ચાર્જના ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલા બીજા ચાર્જ પર કેટલાક બળ સાથે કાર્ય કરે છે. તેનાથી વિપરીત, બીજા ચાર્જનું ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર પ્રથમ પર કાર્ય કરે છે.

બળ કે જેના વડે વિદ્યુત ક્ષેત્ર તેમાં દાખલ કરેલ પદાર્થ પર કાર્ય કરે છે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ, ઇલેક્ટ્રિક ફોર્સ કહેવાય છે.

જ્યારે અમે ચાર્જ્ડ કારતૂસ કેસમાં ચાર્જ્ડ સ્ટિક લાવ્યા, ત્યારે અમે કારતૂસના કેસને ભગાડતા જોયા. અમે સ્લીવ પર સ્થિત ચાર્જ પર તેની અસર દ્વારા લાકડીનું ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર શોધી કાઢ્યું. પરંતુ કારતૂસ કેસની અસર એબોનાઇટ સ્ટીક પર પણ પડી હતી. આમ, ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડીના કિસ્સામાં, ક્રિયાપ્રતિક્રિયા જોવા મળે છે.

અસંખ્ય પ્રયોગો અમને તે નિષ્કર્ષ પર જવા દે છે ચાર્જ્ડ બોડીની નજીક ક્ષેત્રની અસર વધુ મજબૂત હોય છે, અને જેમ જેમ તમે તેનાથી દૂર જાઓ છો તેમ ક્ષેત્રની અસર નબળી પડે છે..

તો, ચાલો સ્લીવમાં વિપરીત ચિહ્નના ચાર્જવાળી લાકડી લાવીએ. જેમ જેમ લાકડી સ્લીવની નજીક આવે છે તેમ, સ્લીવના ડિફ્લેક્શનનો કોણ વધશે (ફિગ. 37). પરિણામે, ચાર્જ થયેલ સંસ્થાઓ જેટલી નજીક સ્થિત છે, ક્ષેત્રની અસર વધુ મજબૂત છે.

ચોખા. 37. ચાર્જના અંતર પર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયાની અવલંબન

ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં કોઈપણ ચાર્જ પર બળ દ્વારા કાર્ય કરવામાં આવતું હોવાથી, તેનો અર્થ એ છે કે જ્યારે ચાર્જ ક્ષેત્ર દ્વારા ખસેડવામાં આવે છે, ત્યારે કાર્ય પૂર્ણ થાય છે. અને જો ક્ષેત્ર કાર્ય કરવા સક્ષમ છે, તો તેમાં ઊર્જા છે.

પ્રશ્નો

1. એક પ્રયોગનું વર્ણન કરો જે દર્શાવે છે કે વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હવા દ્વારા પ્રસારિત થતી નથી.
2. ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડીની આસપાસની જગ્યા બિન-ઇલેક્ટ્રીફાઇડ બોડીની આસપાસની જગ્યાથી કેવી રીતે અલગ પડે છે?
3. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર કેવી રીતે શોધી શકાય?
4. ચાર્જ કરેલ કારતૂસ પર કામ કરતું બળ કેવી રીતે બદલાય છે કારણ કે તે ચાર્જ કરેલ શરીરથી દૂર જાય છે? આ પ્રાયોગિક રીતે કેવી રીતે દર્શાવી શકાય?

વ્યાયામ

1. જ્યારે રુવાંટી સાથે ઘસવામાં આવેલી એબોનાઈટ સ્ટીકના ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં ફસાઈ જાય ત્યારે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ફ્લુફ ક્યાં જશે?
2. ચાર્જ કરેલા કારતૂસ કેસમાં વિરુદ્ધ ચિહ્નની ચાર્જવાળી લાકડી લાવવામાં આવી હતી. જેમ જેમ લાકડી નજીક આવશે તેમ સ્લીવનું વિચલન કેવી રીતે બદલાશે? શા માટે?

ઇલેક્ટ્રિફાઇડ સંસ્થાઓ, જેમ કે પ્રયોગો દર્શાવે છે, એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે - તેઓ આકર્ષે છે અને ભગાડે છે. ચાલો હવે વિચારીએ કે એક વિદ્યુતકૃત શરીરની અસર બીજામાં કેવી રીતે પ્રસારિત થાય છે. કદાચ તે હવા દ્વારા પ્રસારિત થાય છે?આવો અનુભવ દ્વારા જાણીએ. ચાલો હવાના પંપની ઘંટડી નીચે ચાર્જ થયેલ ઈલેક્ટ્રોસ્કોપ મૂકીએ અને ઘંટડીની નીચેથી હવાને બહાર કાઢીએ (ફિગ. 217). અનુભવ દર્શાવે છે કે હવા વગરની જગ્યામાં પણ ઈલેક્ટ્રોસ્કોપના પાંદડા એકબીજાને ભગાડે છે. આનો અર્થ એ છે કે વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હવા દ્વારા પ્રસારિત થતી નથી. પરંતુ આ પ્રયોગથી તે સ્થાપિત કરવું હજુ પણ અશક્ય છે કે શું ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ એકબીજા પર અંતરે કાર્ય કરે છે અથવા તેમની વચ્ચે કંઈક સામગ્રી છે, જે આપણા દ્વારા અનુભવાતી નથીકે આ ક્રિયા પ્રસારિત થાય છે. આ પ્રશ્ન સરળ નથી, ઘણા દેશોના વૈજ્ઞાનિકો ઘણા વર્ષોથી તેનો અભ્યાસ કરી રહ્યા છે. આનો જવાબ અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ફેરાડે અને મેક્સવેલ દ્વારા તેમના કાર્યોમાં આપવામાં આવ્યો હતો.

ફેરાડે અને મેક્સવેલના ઉપદેશો અનુસાર, ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડીની આસપાસની જગ્યા બિન-ઇલેક્ટ્રીફાઇડ બોડીની આસપાસની જગ્યાથી અલગ છે. જે જગ્યામાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સ્થિત છે, ત્યાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર છે. વિદ્યુત ક્ષેત્ર એ પદાર્થનો એક પ્રકાર છે જે દ્રવ્યથી અલગ છે.આપણે આપણી ઇન્દ્રિયોની મદદથી વિદ્યુત ક્ષેત્રને સીધું જોઈ શકતા નથી. વિદ્યુત ક્ષેત્રનું અસ્તિત્વ તેની ક્રિયાઓ દ્વારા જ નક્કી કરી શકાય છે. ચાર્જનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર આપેલ ચાર્જના ક્ષેત્રમાં હોય તેવા કોઈપણ અન્ય ચાર્જ પર અમુક બળ સાથે કાર્ય કરે છે.

વિદ્યુતક્ષેત્ર તેમાં દાખલ થયેલ વિદ્યુત ચાર્જ પર જે બળ વડે કાર્ય કરે છે તેને વિદ્યુત બળ કહેવાય છે.

પ્રયોગોમાં, તેના ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સાથે માત્ર ચાર્જ્ડ લાકડી જ નહીં લોડ કરેલા કારતૂસ કેસ પર કાર્ય કરે છે, પરંતુ કારતૂસ કેસ, બદલામાં,લાકડી પર તેના વિદ્યુત ક્ષેત્ર સાથે કાર્ય કરે છે. પરિણામે, હંમેશની જેમ, શરીર વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે.

ચાલો ચાર્જ કરેલા કારતૂસના કેસને થ્રેડ પર લટકાવીએ. ચાલો આકૃતિ 218 માં બતાવ્યા પ્રમાણે તેના પર વિપરીત ચાર્જવાળી લાકડી લાવીએ. પછી અમે કારતૂસ કેસ સાથેના સ્ટેન્ડને લોડ કરેલી લાકડીની નજીક લાવીશું.થ્રેડના ડિફ્લેક્શનના કોણના આધારે, અમે નોંધીએ છીએ કે સ્લીવ સ્લીવની લાકડીની નજીક, વધુ વધુ તાકાતચાર્જ થયેલ સળિયાનું ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર તેના પર કાર્ય કરે છે. પરિણામે, ચાર્જ થયેલ સંસ્થાઓની નજીક ક્ષેત્રની અસર વધુ મજબૂત હોય છે, અને જ્યારે તેમાંથી દૂર જાય છે ત્યારે ક્ષેત્ર નબળું પડે છે.

પ્રશ્નો. 1. એક પ્રયોગનું વર્ણન કરો જે દર્શાવે છે કે વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હવા દ્વારા પ્રસારિત થતી નથી. 2. ઇલેક્ટ્રિફાઇડની આસપાસની જગ્યા વચ્ચે શું તફાવત છે શરીર, આસપાસની જગ્યામાંથીઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડી? 3. ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ કેવી રીતે શોધી શકાય? 4. ચાર્જ કરેલ કારતૂસ પર કામ કરતું બળ કેવી રીતે બદલાય છે કારણ કે તે ચાર્જ કરેલ શરીરથી દૂર જાય છે?

વિદ્યુત અસાધારણ ઘટનાનો અભ્યાસ 1 માં શરૂ થયો પ્રાચીન ગ્રીસએક અવલોકન કે જેણે પાછળથી વીજળી શબ્દનો જન્મ આપ્યો. તે નોંધ્યું હતું કે જો એમ્બરને ઊન સાથે ઘસવામાં આવે છે, તો તે આકર્ષિત થવાનું શરૂ કરે છે નાની વસ્તુઓ- ઉદાહરણ તરીકે, ફ્લુફ અને પીછા. ગ્રીકમાં એમ્બર એ ઇલેક્ટ્રોન છે, તેથી આ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને ઇલેક્ટ્રિક કહેવામાં આવે છે.

આજે કોઈપણ એમ્બર વિના પણ આ પ્રખ્યાત પ્રાચીન ગ્રીક પ્રયોગનું પુનરાવર્તન કરી શકે છે.

ચાલો અનુભવ મૂકીએ

સુકા વાળને પ્લાસ્ટિકના કાંસકા વડે કાંસકો કરો અને તેને સ્પર્શ કર્યા વિના કાગળના નાના ટુકડાની નજીક રાખો. કાગળના ટુકડા કાંસકો તરફ આકર્ષિત થશે (ફિગ. 49.1).

વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓશરીરમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની હાજરીને કારણે થાય છે.

જે શરીર પર ઈલેક્ટ્રિક ચાર્જ હોય ​​તેને ઈલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ્ડ (અથવા ખાલી ચાર્જ્ડ) કહેવાય છે અને શરીરને ઈલેક્ટ્રિક ચાર્જ આપવાને ઈલેક્ટ્રિફિકેશન કહેવામાં આવે છે.

ઘસવામાં આવેલ એમ્બર એ હકીકતને કારણે વિદ્યુત રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરે છે કે જ્યારે ઘસવામાં આવે છે, ત્યારે તે વિદ્યુત બની જાય છે. ત્યારબાદ, તે બહાર આવ્યું કે એમ્બર કોઈ અપવાદ નથી: ઘણા શરીર ઘર્ષણ દ્વારા ઇલેક્ટ્રિફાઇડ થાય છે. જ્યારે તમે ઊનના કપડાં ઉતાર્યા પછી અથવા પહેર્યા પછી બીજી વ્યક્તિને સ્પર્શ કરો ત્યારે તમને કદાચ એક કરતા વધુ વાર "ઇલેક્ટ્રિક શોક" અનુભવાયો હશે. આ ઘર્ષણ દરમિયાન વીજળીકરણનું પરિણામ પણ છે.

ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડીઝ સાથેના પ્રયોગો - ઉદાહરણ તરીકે, એમ્બર અથવા કાંસકોથી ઘસવામાં આવે છે - દર્શાવે છે કે ઇલેક્ટ્રિફાઇડ બોડી ચાર્જ વગરની વસ્તુઓને આકર્ષે છે. નીચે આપણે જોઈશું કે આ આકર્ષણ પણ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે છે.

1. ઘણી ગૃહિણીઓ, ફર્નિચરમાંથી શક્ય તેટલી સારી રીતે ધૂળ સાફ કરવાનો પ્રયાસ કરે છે, સૂકા કપડાથી લાંબા સમય સુધી ફર્નિચરની સપાટીને ઘસવું. પરંતુ, અરે, તેઓ જેટલો વધુ પ્રયાસ કરે છે, તેટલી વહેલી તકે ધૂળ ફરીથી "સારી રીતે સાફ" સપાટી પર સ્થિર થાય છે. જ્યારે તમે કોમ્પ્યુટર અથવા લેપટોપ મોનિટરને સૂકા કપડાથી કાળજીપૂર્વક સાફ કરો છો ત્યારે આ જ વસ્તુ થાય છે. આ કેવી રીતે સમજાવવું?

માં ચાર્જ થયેલ સંસ્થાઓ મેળવવા માટે શાળાના અનુભવોઈલેક્ટ્રિકલી, તેઓ સામાન્ય રીતે ઈબોનાઈટ સ્ટિકને ઊન સાથે અથવા કાચની લાકડીને રેશમ સાથે ઘસતા હોય છે. (ઇબોનાઇટ - નક્કરકાળો, જેમાં સલ્ફર અને રબરનો સમાવેશ થાય છે.) પરિણામે, લાકડીઓ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ મેળવે છે.

ચાલો અનુભવ મૂકીએ

ચાલો એક હળવા ધાતુની સ્લીવ (મેટલ સિલિન્ડર)ને જ્યારે તે ચાર્જ કરવામાં આવે ત્યારે તેને સ્પર્શ કરીને તેને વિદ્યુતીકરણ કરીએ. કાચની લાકડી, અને બીજી સ્લીવને ચાર્જ કરેલ ઇબોનાઇટ સળિયાથી સ્પર્શ કરીને. અમે જોશું કે સ્લીવ્ઝ આકર્ષવાનું શરૂ કરશે (ફિગ. 49.2, એ).
પરંતુ બે કારતુસ, એક જ લાકડીની મદદથી ઇલેક્ટ્રિફાઇડ, હંમેશા ભગાડશે - અમે કારતુસને ઇલેક્ટ્રિફાઇડ કરવા માટે કઈ લાકડીનો ઉપયોગ કર્યો છે તે ધ્યાનમાં લીધા વિના (ફિગ. 49.2, બી, સી).

આ પ્રયોગ દર્શાવે છે કે વિદ્યુત ચાર્જ બે પ્રકારના હોય છે: એક જ પ્રકારના ભગાડનારા ચાર્જ અને ચાર્જ વિવિધ પ્રકારોઆકર્ષાય છે. વધુ વખત તેઓ પ્રકારો વિશે નહીં, પરંતુ શુલ્કના સંકેતો વિશે વાત કરે છે, તેમને સકારાત્મક અને નકારાત્મક કહે છે. હકીકત એ છે કે વિપરીત ચિહ્નોના શુલ્ક એકબીજાને રદ કરી શકે છે (જેમ કે હકારાત્મક અને નકારાત્મક સંખ્યાઓહોઈ શકે છે શૂન્ય બરાબર). તેથી,

ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જમાં બે ચિહ્નો છે - હકારાત્મક અને નકારાત્મક.

રેશમ સાથે ઘસવામાં આવેલી કાચની સળિયાનો ચાર્જ સકારાત્મક માનવામાં આવે છે, અને ફર અથવા ઊનથી ઘસવામાં આવેલી ઇબોનાઇટ ફાઇલનો ચાર્જ નકારાત્મક માનવામાં આવે છે.
સમાન ચિહ્નનો ચાર્જ ધરાવતી સંસ્થાઓને સમાન ચિહ્ન સાથે ચાર્જ કહેવામાં આવે છે, અને જે સંસ્થાઓમાં વિવિધ ચિહ્નોનો ચાર્જ હોય ​​છે તેને વિપરીત ચાર્જ કહેવામાં આવે છે.

ઉપર વર્ણવેલ અનુભવ દર્શાવે છે કે

સંભવતઃ ચાર્જ થયેલ શરીરો ભગાડે છે, અને વિપરીત રીતે ચાર્જ થયેલ શરીર આકર્ષે છે..

2. a) શું ત્રણ બોલના ચાર્જ એવા હોઈ શકે કે બોલની કોઈપણ જોડી એકબીજાને ભગાડી શકે? પરસ્પર આકર્ષાય છે?
b) શું અન્ય સંસ્થાઓ અથવા સાધનોનો ઉપયોગ કર્યા વિના તે નક્કી કરવું શક્ય છે: દરેક બોલના ચાર્જની નિશાની શું છે? શું બધા બોલમાં સમાન ચાર્જ છે?
c) એક પ્રયોગનું વર્ણન કરો જેનો ઉપયોગ દરેક બોલના ચાર્જની નિશાની નક્કી કરવા માટે થઈ શકે.

જે શરીર પર ઈલેક્ટ્રિક ચાર્જ નથી તે અનચાર્જ્ડ અથવા ઇલેક્ટ્રિકલી ન્યુટ્રલ કહેવાય છે. આપણી આસપાસના લગભગ તમામ શરીર તટસ્થ છે. પરંતુ આનો અર્થ એ નથી કે તેમની પાસે વિદ્યુત શુલ્ક નથી!

તેનાથી વિપરિત, કોઈપણ શરીરમાં કુલ ધન અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણોની વિશાળ સંખ્યા હોય છે. હકારાત્મક ચાર્જ, અને આ કણોનો કુલ નકારાત્મક ચાર્જ પ્રચંડ છે (આપણે ટૂંક સમયમાં જોઈશું). પરંતુ આ સકારાત્મક અને નકારાત્મક ચાર્જ એકબીજાને ખૂબ જ ચોકસાઈથી વળતર આપે છે.

2. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કેરિયર્સ

ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ ફક્ત ચાર્જ કરેલા કણો દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કણો વિના અસ્તિત્વમાં નથી.

ચાર્જ થયેલા કણોને ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કેરિયર્સ કહેવામાં આવે છે. જો તેઓ પદાર્થમાં ખસેડી શકે છે, તો તેમને ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના મફત વાહક અથવા ખાલી મફત ચાર્જ કહેવામાં આવે છે.

ભૂમિકામાં અન્ય કરતાં વધુ વખત મફત શુલ્કઇલેક્ટ્રોન બહાર આવે છે. જેમ તમે પહેલાથી જ તમારા હાઇસ્કૂલના ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસક્રમથી જાણો છો, આ અત્યંત હળવા નકારાત્મક ચાર્જવાળા કણો મોટા (ઇલેક્ટ્રોનની સરખામણીમાં) હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા અણુ ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરે છે. તે ઇલેક્ટ્રોન છે જે ધાતુઓમાં ફ્રી ચાર્જ કેરિયર્સ છે.

આયનો, અણુઓ કે જેણે એક અથવા વધુ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવ્યા છે અથવા મેળવ્યા છે, તે પણ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ વહન કરી શકે છે. (ગ્રીક "આયન" માંથી - વાન્ડેરર.) એક અણુ કે જેણે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવ્યું હોય તે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ આયન બને છે, અને વધુ પડતા ઇલેક્ટ્રોન સાથેનો અણુ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ આયન બની જાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, ઉકેલમાં ટેબલ મીઠું(NaCl) મફત શુલ્ક હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ સોડિયમ આયનો અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલ ક્લોરિન આયનો છે.

3. ઈલેક્ટ્રોન ગુમાવનાર અણુ કયા આયનમાં (સકારાત્મક અથવા નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરે છે) ફેરવે છે?

4. જ્યારે અણુ બને છે ત્યારે તેનું દળ કેવી રીતે બદલાય છે: હકારાત્મક આયન? નકારાત્મક આયન?

ન્યુક્લિયસથી સૌથી દૂરના ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસ સાથે નબળા હોય છે. તેથી, જ્યારે બે સંસ્થાઓ નજીકના સંપર્કમાં હોય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન એક શરીરમાંથી બીજામાં જઈ શકે છે (ફિગ. 49.3). આ સમજાવે છે કે જ્યારે શરીર ઘસવામાં આવે છે ત્યારે શા માટે ઘણીવાર વીજળી બની જાય છે.

વિદ્યુતીકરણના પરિણામે, એક શરીરમાં ઇલેક્ટ્રોનનો વધુ પડતો ભાગ દેખાય છે, અને તેથી તે નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ મેળવે છે, અને બીજા શરીરમાં ઇલેક્ટ્રોનની અછત થાય છે, પરિણામે તે હકારાત્મક ચાર્જ મેળવે છે.

3. વાહક અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ

પદાર્થો કે જેમાં મફત ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કેરિયર્સ હોય છે તેને વાહક કહેવામાં આવે છે.

બધી ધાતુઓ સારી વાહક છે. ક્ષાર અને એસિડના ઉકેલો પણ વાહક છે - આવા પ્રવાહીને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ કહેવામાં આવે છે. (ગ્રીક "લિટોસ" માંથી - વિઘટન કરી શકાય તેવું, દ્રાવ્ય.) ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ છે, ઉદાહરણ તરીકે, દરિયાનું પાણીઅને લોહી.

ધાતુઓમાં, મફત શુલ્ક ઇલેક્ટ્રોન છે, અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાં, મફત શુલ્ક આયનો છે.

એવા પદાર્થો કે જેમાં કોઈ મફત ઈલેક્ટ્રિક ચાર્જ કેરિયર્સ નથી તેને ડાઈલેક્ટ્રિક્સ કહેવામાં આવે છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક્સ ઘણા પ્લાસ્ટિક અને કાપડ, સૂકા લાકડું, રબર, કાચ, તેમજ ઘણા પ્રવાહી છે - ઉદાહરણ તરીકે, કેરોસીન અને રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ (નિસ્યંદિત) પાણી. હવા સહિતના વાયુઓ પણ ડાઇલેક્ટ્રિક છે.

જો કે ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં કોઈ મફત શુલ્ક નથી, તેનો અર્થ એ નથી કે તેઓ તેમાં ભાગ લેતા નથી વિદ્યુત ઘટના. હકીકત એ છે કે ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં બંધાયેલા શુલ્ક હોય છે - આ ઇલેક્ટ્રોન છે જે પદાર્થના સમગ્ર નમૂનામાં ખસેડી શકતા નથી, પરંતુ એક અણુ અથવા પરમાણુની અંદર ખસેડી શકે છે.

જેમ આપણે નીચે જોઈશું, આ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે ડાઇલેક્ટ્રિક્સ ચાર્જ્ડ બોડીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત કરે છે: ઉદાહરણ તરીકે, તેઓ તેને દસ વખત નબળી બનાવી શકે છે.

તે બાઉન્ડ ચાર્જના વિસ્થાપનને કારણે છે કે અનચાર્જ્ડ ડાઇલેક્ટ્રિક બોડી (ઉદાહરણ તરીકે, કાગળના ટુકડા) ચાર્જ્ડ બોડી તરફ આકર્ષાય છે. અમે આને નીચે વધુ વિગતવાર જોઈશું.

4. પ્રભાવ દ્વારા વિદ્યુતીકરણ

કંડક્ટરોમાં મફત ચાર્જ હોવાને કારણે, કંડક્ટરને ચાર્જ કરેલા શરીર સાથે સ્પર્શ કર્યા વિના પણ ચાર્જ કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, મૃતદેહો વિરુદ્ધ ચિહ્નોના આરોપો સાથે ચાર્જ કરવામાં આવે છે.

ચાલો અનુભવ મૂકીએ

ચાલો લાકડાના ટેબલ પર પડેલા બે મેટલ સ્લીવ્સ 1 અને 2 ને કંડક્ટર વડે જોડીએ. પછી, કંડક્ટરને દૂર કર્યા વિના, અમે તેની સાથે સ્લીવને સ્પર્શ કર્યા વિના સ્લીવમાં 1 હકારાત્મક ચાર્જ્ડ લાકડી લાવીએ છીએ (ફિગ. 49.4, એ). ફ્રી ઈલેક્ટ્રોનનો ભાગ, ચાર્જ થયેલ સળિયા તરફ આકર્ષાય છે, સ્લીવ 2 થી સ્લીવ 1 પર જશે. પરિણામે, સ્લીવ 2 હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થશે, અને સ્લીવ 1 – નકારાત્મક રીતે.

ચાર્જ કરેલી લાકડીને દૂર કર્યા વિના, અમે સ્લીવ્ઝને જોડતા કંડક્ટરને દૂર કરીએ છીએ (ફિગ. 49.4, બી). તેઓ ચાર્જ રહેશે, અને તેમના ચાર્જ તીવ્રતામાં સમાન હશે, પરંતુ ચિહ્નમાં વિરુદ્ધ હશે.

હવે તમે લોડ કરેલી લાકડીને દૂર કરી શકો છો: વિપરીત શુલ્ક કારતુસ પર રહેશે.

શરીરને ઇલેક્ટ્રિફાઇંગ કરવાની આ પદ્ધતિને પ્રભાવ દ્વારા ઇલેક્ટ્રિફિકેશન કહેવામાં આવે છે.

મહેરબાની કરીને નોંધ કરો: પ્રભાવ દ્વારા વિદ્યુતીકરણ શુલ્કના પુનઃવિતરણને કારણે છે. બીજગણિત સરવાળોશરીરનો ચાર્જ શૂન્યની બરાબર રહે છે: સંસ્થાઓ તીવ્રતામાં સમાન અને ચિહ્નમાં વિરુદ્ધ ચાર્જ મેળવે છે.

5. વિગતવાર જણાવો કે વર્ણવેલ પ્રયોગનું પરિણામ કેવી રીતે અને શા માટે બદલાશે જો ચાર્જ કરેલી લાકડીને પ્રથમ દૂર કરવામાં આવે, અને પછી સ્લીવ્ઝને જોડતા કંડક્ટર. તમારી વાર્તાને યોજનાકીય રેખાંકનો સાથે સમજાવો.

6. ઉપર વર્ણવેલ પ્રયોગમાં વ્યક્તિ લાકડાના હેન્ડલ દ્વારા સ્લીવને જોડતી ધાતુની સળિયાને શા માટે ધરાવે છે તે સમજાવો. આ પ્રયોગ દરમિયાન જો કોઈ વ્યક્તિ ધાતુના સળિયાને સીધો હાથથી પકડી રાખે તો શું થશે તેનું વર્ણન કરો. કૃપા કરીને તે ધ્યાનમાં લો માનવ શરીરવાહક છે.

5. ચાર્જ વગરના શરીર શા માટે ચાર્જ થયેલ વ્યક્તિઓ તરફ આકર્ષાય છે?

ચાલો હવે જાણીએ કેમ ચાર્જ વગરના શરીરચાર્જ કરેલા લોકો તરફ આકર્ષાય છે.

ચાલો અનુભવ મૂકીએ

ચાલો હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલી લાકડીને અનચાર્જ્ડ મેટલ સ્લીવની નજીક લાવીએ (ફિગ. 49.5). મફત ઇલેક્ટ્રોનસ્લીવ્ઝ સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ સળિયા તરફ આકર્ષિત થશે, તેથી સ્લીવના સૌથી નજીકના ભાગ પર નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ દેખાશે, અને ઇલેક્ટ્રોનની અછતને કારણે દૂરના ભાગ પર હકારાત્મક ચાર્જ દેખાશે.

પરિણામે, સ્લીવ લાકડી તરફ આકર્ષિત થશે કારણ કે સ્લીવ પરના નકારાત્મક શુલ્ક લાકડીની નજીક છે.

7. સમજાવો કે શા માટે ચાર્જ વગરની ધાતુની સ્લીવ પણ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ સળિયા તરફ આકર્ષાય છે.

તેથી, અનચાર્જ્ડ કંડક્ટરમાં ફ્રી ચાર્જના પુનઃવિતરણને કારણે, કોઈપણ ચિહ્નનો ચાર્જ ધરાવતા ચાર્જ્ડ બોડી તરફ આકર્ષાય છે.

8. આકૃતિ 49.6 સ્લીવ્સ A અને B, તેમજ સ્લીવ્સ B અને C ની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે. તે જાણીતું છે કે સ્લીવ A હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે.
a) શું આપણે કહી શકીએ કે કારતૂસ B લોડ થયેલ છે? જો એમ હોય તો, તેના ચાર્જની નિશાની શું છે?

c) શું સ્લીવ્ઝ A અને C કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરશે તેની આગાહી કરવી શક્ય છે?

ચાર્જ વિનાનું ડાઇલેક્ટ્રિક પણ એવા શરીર તરફ આકર્ષાય છે કે જેમાં કોઈપણ ચિહ્નનો ચાર્જ હોય ​​છે. ડાઇલેક્ટ્રિકમાં બાઉન્ડ ચાર્જના વિસ્થાપન દ્વારા આ સમજાવવામાં આવ્યું છે: ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટી પર વિવિધ ચિહ્નોના ચાર્જ દેખાય છે, અને વિપરીત ચિહ્નના ચાર્જ ચાર્જ કરેલા શરીરની નજીક છે. આ આકર્ષણ તરફ દોરી જાય છે.

નીચે આપણે ડાઇલેક્ટ્રિકમાં બાઉન્ડ ચાર્જના વિસ્થાપનને વધુ વિગતવાર ધ્યાનમાં લઈશું.

6. વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની ભૂમિકા

અણુઓનું અસ્તિત્વ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલ ન્યુક્લી અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલ ઇલેક્ટ્રોનની વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે છે.

અણુઓ અને પરમાણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પણ વિદ્યુત પ્રકૃતિની છે: તેના માટે આભાર, અણુઓ પરમાણુઓમાં જોડાય છે, અને અણુઓ અને પરમાણુઓમાંથી પ્રવાહી અને નક્કર શરીર બને છે. તટસ્થ અણુઓ અને અણુઓની વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સમજાવવામાં આવી છે અસમાન વિતરણતેમનામાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ.

વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પણ જીવંત જીવતંત્રમાં ઘણી પ્રક્રિયાઓ માટે જવાબદાર છે. ખાસ કરીને, માં આવેગની પ્રકૃતિ ચેતા કોષોમગજના કોષો સહિત.

વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ગુરુત્વાકર્ષણીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ કરતાં અનેક ગણી વધુ તીવ્ર હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, બે ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેના વિદ્યુત વિકારનું બળ તેમના બળ કરતાં વધી જાય છે ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણઆશરે 4 * 10 42 વખત. આની સરખામણીમાં મોટી સંખ્યાએવોગાડ્રોનો કોન્સ્ટન્ટ પણ નાનો લાગે છે! § 50 માં આપણે વિદ્યુત અને ગુરુત્વાકર્ષણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળોના આ તુલનાત્મક મૂલ્યાંકનને તપાસીશું.

પરંતુ જો વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એટલી મજબૂત હોય, તો શા માટે આપણે તેને આપણી આસપાસ ભાગ્યે જ જોતા હોઈએ છીએ?

હકીકત એ છે કે આપણી આસપાસના લગભગ તમામ શરીર વિદ્યુત રીતે તટસ્થ છે: એક વિશાળ કુલ હકારાત્મક વિદ્યુત ચાર્જ અણુ ન્યુક્લીખૂબ જ ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે તેની સમાન કુલ મોડ્યુલસ દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે નકારાત્મક ચાર્જઇલેક્ટ્રોન

આ વળતરને કારણે જ આપણે ધ્યાન આપતા નથી કે પદાર્થની અંદર વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો "છુપાયેલા" છે.

જો કે, આપણી આસપાસના શરીર પરના શુલ્કના આ પરસ્પર વળતરનો અર્થ એ નથી વિદ્યુત દળોપોતાને કોઈપણ રીતે પ્રગટ કરશો નહીં, ઉદાહરણ તરીકે, માં યાંત્રિક ઘટના. હકીકતમાં, મિકેનિક્સનો અભ્યાસ કરતી વખતે અમે આ દળોને સ્પષ્ટપણે ધ્યાનમાં લીધા છે.

જેમ તમને યાદ છે, મિકેનિક્સમાં ત્રણ પ્રકારના દળો ગણવામાં આવે છે - ગુરુત્વાકર્ષણ દળો, સ્થિતિસ્થાપક દળો અને ઘર્ષણ બળ. આમાંના બે દળો - સ્થિતિસ્થાપક બળ અને ઘર્ષણ બળ - શરીર બનાવે છે તે અણુઓ અને પરમાણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થાય છે, અને અણુઓ અને પરમાણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, જેમ આપણે પહેલાથી જ જાણીએ છીએ, વિદ્યુત પ્રકૃતિની છે.

વધારાના પ્રશ્નો અને કાર્યો

9. બે સરખા સ્લીવ્સ સમાન લંબાઈના થ્રેડો પર બાજુમાં લટકાવે છે. લોડ કરેલ કારતૂસનો કેસ લાલ થ્રેડ પર લટકે છે, અને ચાર્જ ન કરેલો એક વાદળી થ્રેડ પર અટકે છે. કયો થ્રેડ વર્ટિકલમાંથી વધુ વિચલિત છે?

10. થ્રેડો પર એકબીજાની બાજુમાં લટકતી બે મેટલ સ્લીવ્સ એકબીજાને ભગાડે છે. જો તમે તેમાંના એકને તમારા હાથથી સ્પર્શ કરશો તો આ સ્લીવ્ઝ કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરશે?
11. આકૃતિ 49.7 બતાવે છે કે સ્લીવ્ઝ A અને B અને સ્લીવ્સ B અને C કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.
a) કેસ B ના ચાર્જ વિશે શું કહી શકાય?
b) C કેસમાં ચાર્જ વિશે શું કહી શકાય?

12. બે ઊભી ધાતુની પ્લેટો વચ્ચે હળવા ધાતુના બોલને સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે, જેના શુલ્ક છે વિરોધી ચિહ્નો(ફિગ. 49.8). બોલ પ્લેટોમાંથી એકને સ્પર્શે પછી શું થશે તેનું વર્ણન કરો.