Цахилгаан орон
1 Цахилгаан цэнэг
Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлхамгийн олонд багтдаг үндсэн харилцан үйлчлэлбайгальд. Уян ба үрэлтийн хүч, шингэн ба хийн даралт болон бусад олон зүйлийг бодисын хэсгүүдийн хоорондох цахилгаан соронзон хүч болгон бууруулж болно. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь бусад гүнзгий харилцан үйлчлэлд буурахаа больсон. Үүнтэй адил үндсэн төрөлхарилцан үйлчлэл нь таталцал юм - дурын хоёр биетийн таталцал. Гэсэн хэдий ч цахилгаан соронзон болон таталцлын харилцан үйлчлэлийн хооронд хэд хэдэн чухал ялгаа байдаг.
1.Аливаа ч биш, зөвхөн цэнэгтэй биетэй ( цахилгаан цэнэг).
2.Таталцлын харилцан үйлчлэл нь үргэлж нэг биеийг нөгөө бие рүү татах явдал юм. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь сонирхол татахуйц эсвэл зэвүүн байж болно.
3. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь таталцлын харилцан үйлчлэлээс хамаагүй илүү эрчимтэй байдаг. Жишээлбэл, хоёр электроны хоорондох цахилгаан түлхэлтийн хүч нь тэдгээрийн хүчнээс 10 42 дахин их байдаг. таталцлын таталцалбие биедээ.
Цэнэглэгдсэн бие бүр тодорхой хэмжээний цахилгаан цэнэгтэй q. Цахилгаан цэнэг байна физик хэмжигдэхүүн, энэ нь хүчийг тодорхойлдог цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлбайгалийн объектуудын хооронд.Цэнэглэх нэгж нь кулон (C) юм.
1.1 Хоёр төрлийн төлбөр
Түүнээс хойш таталцлын харилцан үйлчлэлүргэлж таталцал байдаг, бүх биеийн масс нь сөрөг биш байдаг. Гэхдээ энэ нь төлбөрийн хувьд үнэн биш юм. Таталцал ба түлхэлт гэсэн хоёр төрлийн цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг хоёр төрлийн цахилгаан цэнэгийг оруулах замаар тайлбарлахад тохиромжтой. эерэг ба сөрөг.
Өөр өөр тэмдгийн цэнэгүүд бие биенээ татаж, ижил тэмдгийн цэнэгүүд бие биенээ түлхэнэ. Үүнийг Зураг дээр үзүүлэв. 1; Утас дээр дүүжлэгдсэн бөмбөлгүүдэд нэг буюу өөр тэмдгийн цэнэг өгдөг.
Цагаан будаа. 1. Хоёр төрлийн цэнэгийн харилцан үйлчлэл
Цахилгаан соронзон хүчний өргөн тархсан илрэлийг аливаа бодисын атомууд нь цэнэгтэй бөөмс агуулдагтай холбон тайлбарладаг: атомын цөм нь эерэг цэнэгтэй протонуудыг агуулдаг ба сөрөг цэнэгтэй электронууд нь цөмийн эргэн тойрон дахь тойрог замд хөдөлдөг. Протон ба электроны цэнэгийн хэмжээ тэнцүү, цөм дэх протоны тоо нь тойрог зам дахь электронуудын тоотой тэнцүү байдаг тул атом бүхэлдээ цахилгаан саармаг байдаг. Тийм ч учраас ердийн нөхцөлд бид анзаардаггүй цахилгаан соронзон нөлөөбусдаас ( Цэнэглэх нэгжийг одоогийн нэгжээр тодорхойлно. 1С нь дамжин өнгөрөх цэнэг юм хөндлөн огтлол 1 А гүйдлийн үед 1 секундын дотор дамжуулагч.) биетүүд: тус бүрийн нийт цэнэг нь тэг бөгөөд цэнэгтэй хэсгүүд нь биеийн эзэлхүүнээр жигд тархсан байдаг. Гэхдээ цахилгааны төвийг сахисан байдал зөрчигдсөн тохиолдолд (жишээлбэл, цахилгаанжуулалтын үр дүнд) бие нь эргэн тойрон дахь цэнэглэгдсэн хэсгүүдэд шууд нөлөөлж эхэлдэг.
Яагаад цахилгаан цэнэгийн өөр хэд нь биш, яг хоёр төрлийн цахилгаан цэнэг байдаг вэ? одоогоормэдэхгүй. Энэ баримтыг анхдагч гэж хүлээн зөвшөөрөх нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн зохих тайлбарыг өгдөг гэдгийг бид баталж чадна.
Протоны цэнэг 1.6 · 10 −19 С байна. Электроны цэнэг тэмдгээр түүний эсрэг байх ба −1.6 · 10 −19 С-тэй тэнцүү байна. e = 1.6 10 −19 C утгыг нэрлэнэ энгийн цэнэг . Энэ бол хамгийн бага хэмжээ юм боломжит төлбөр: чөлөөт тоосонцорбага цэнэгтэй нь туршилтаар илрээгүй. Байгаль яагаад хамгийн бага цэнэгтэй, яагаад түүний хэмжээ яг ийм байдгийг физик одоогоор тайлбарлаж чадахгүй байна.
Аливаа биеийн цэнэг q үргэлж бүрддэг бүхэлд ньэнгийн цэнэгийн тоо: q = ± Ne. Хэрэв q< 0, то тело имеет избыточное количество N электронов (по сравнению с количеством протонов). Если же q >0, тэгвэл эсрэгээрээ биед электрон дутагдалтай: илүү N протон байна.
1.2 Биеийн цахилгаанжуулалт
Макроскоп биеийг ажиллуулахын тулд цахилгаан нөлөөбусад байгууллагад цахилгаанжуулсан байх ёстой. Цахилгаанжуулалтбиеийн болон түүний хэсгүүдийн цахилгаан саармаг байдлыг зөрчих явдал юм. Цахилгаанжуулалтын үр дүнд бие нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн чадвартай болдог.
Биеийг цахилгаанжуулах арга замуудын нэг бол түүнд цахилгаан цэнэг өгөх, өөрөөр хэлбэл тухайн биед ижил тэмдгийн цэнэгийн илүүдэлтэй болох явдал юм. Үүнийг үрэлтийн тусламжтайгаар хийхэд хялбар байдаг.
Тиймээс шилэн савааг торгонд үрэхэд сөрөг цэнэгийн нэг хэсэг нь торго руу ордог. Үүний үр дүнд саваа эерэг, торго нь сөрөг цэнэгтэй болдог. Харин эбонит савааг ноосоор үрэхэд сөрөг цэнэгийн зарим нь ноосноос саваа руу шилждэг: саваа сөрөг, ноос нь эерэг цэнэгтэй байдаг.
Биеийг цахилгаанжуулах энэ аргыг үрэлтийн аргаар цахилгаанжуулах гэж нэрлэдэг. Толгой дээрээ ноосон цамцаа тайлах болгонд та цахилгаан үрэлтийг мэдэрдэг.
Өөр нэг төрлийн цахилгаанжуулалт гэж нэрлэгддэг электростатик индукц, эсвэл нөлөөллөөр цахилгаанжуулах. Энэ тохиолдолд биеийн нийт цэнэг тэгтэй тэнцүү хэвээр байгаа боловч дахин хуваарилагдсанаар биеийн зарим хэсэгт эерэг цэнэг, зарим хэсэгт сөрөг цэнэг хуримтлагддаг.
Цагаан будаа. 2. Цахилгаан статик индукц
Зураг руу харцгаая. 2. тодорхой зайд металл биебайрладаг эерэг цэнэг q. Энэ нь сөрөг металлын цэнэгийг (чөлөөт электрон) татдаг бөгөөд энэ нь биеийн гадаргуугийн цэнэгтэй хамгийн ойрхон хэсгүүдэд хуримтлагддаг. Асаалттай алслагдсан бүс нутагнөхөн төлөгдөөгүй эерэг цэнэгүүд хэвээр байна.
Металлын биеийн нийт цэнэг тэгтэй тэнцүү хэвээр байсан ч биед орон зайн цэнэгийн хуваагдал үүссэн. Хэрэв бид одоо биеийг тасархай шугамын дагуу хуваах юм бол баруун талсөрөг цэнэгтэй, зүүн нь эерэг цэнэгтэй болно. Та электроскоп ашиглан биеийн цахилгаанжилтыг ажиглаж болно. Энгийн электроскопыг Зураг дээр үзүүлэв. 3.
Цагаан будаа. 3. Электроскоп
Юу болоод байнаа энэ тохиолдолд? Эерэг цэнэглэгдсэн саваа (жишээ нь, өмнө нь үрсэн) электроскопын диск рүү авчирч, сөрөг цэнэгийг цуглуулдаг. Доор, цахилгаан дурангийн хөдөлж буй навчнууд дээр нөхөн олговоргүй эерэг цэнэгүүд үлддэг; бие биенээсээ түлхэж, навчнууд хоорондоо хуваагдана өөр өөр талууд. Хэрэв та саваагаа авбал цэнэгүүд байрандаа буцаж, навчнууд нь буцаж унах болно.
Их хэмжээний цахилгаан статик индукцийн үзэгдэл аянга цахилгаантай борооны үед ажиглагддаг. Зураг дээр. 4 Бид дэлхий дээгүүр аянга цахилгаантай үүл байхыг харж байна.
Цагаан будаа. 4. Аянгын үүлээр дэлхийг цахилгаанжуулах
Үүл дотор мөсөн хэсгүүд бий өөр өөр хэмжээтэй, өсөн нэмэгдэж буй агаарын урсгалд холилдож, хоорондоо мөргөлдөж, цахилгаанждаг. Үүлний доод хэсэгт сөрөг цэнэг, дээд хэсэгт эерэг цэнэг хуримтлагддаг нь харагдаж байна.
Үүлний сөрөг цэнэгтэй доод хэсэг нь дэлхийн гадаргуу дээр түүний доор цэнэгийг өдөөдөг эерэг тэмдэг. Үүл ба газрын хооронд асар их хүчдэлтэй аварга том конденсатор гарч ирнэ. Хэрэв энэ хүчдэл нь агаарын цоорхойг задлахад хангалттай байвал ялгадас гарах болно - сайн мэддэг аянга.
1.3 Цэнэг хадгалах тухай хууль
Жишээлбэл, үрэлтийн аргаар цахилгаанжуулалт руу буцаж орцгооё - савааг даавуугаар үрэх. Энэ тохиолдолд саваа ба даавуу нь ижил хэмжээтэй, эсрэг талын цэнэгийг олж авдаг. Тэдний нийт цэнэг харилцан үйлчлэлийн өмнө тэгтэй тэнцүү байсан бөгөөд харилцан үйлчлэлийн дараа тэгтэй тэнцүү хэвээр байна.
Энд бид цэнэгийн хадгалалтын хуулийг харж байна, үүнд: хаалттай системЭдгээр биетүүдэд тохиолдох аливаа процессын үед цэнэгийн алгебрийн нийлбэр өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
q1 + q2 + . . . + qn = const.
Биеийн системийн хаалттай байдал нь эдгээр биетүүд зөвхөн өөр хоорондоо цэнэгээ солилцох боломжтой, гэхдээ энэ системээс гадуурх бусад объектуудтай цэнэгээ солилцох боломжгүй гэсэн үг юм.
Савыг цахилгаанжуулах үед цэнэгийг хадгалахад гайхах зүйл байхгүй: саваанаас хэдэн цэнэглэгдсэн тоосонцор үлдсэн бол ижил хэмжээтэй даавуунд (эсвэл эсрэгээр) ирсэн. Гайхалтай нь энэ нь илүү их зүйл юм нарийн төвөгтэй үйл явц, дагалдан харилцан өөрчлөлтүүд энгийн бөөмсмөн систем дэх цэнэгтэй бөөмсийн тоог өөрчилснөөр нийт цэнэг хадгалагдсаар байна! Жишээлбэл, Зураг дээр. Зураг 5-д γ → e − + e + процессыг харуулсан ба үүнд хэсэг цахилгаан соронзон цацрагγ (фотон гэж нэрлэгддэг) нь электрон e - ба позитрон e + гэсэн хоёр цэнэгтэй бөөмс болж хувирдаг. Ийм процесс нь тодорхой нөхцөлд, жишээлбэл, атомын цөмийн цахилгаан талбарт боломжтой болж хувирдаг.
Цагаан будаа. 5. Электрон-позитрон хосын төрөлт
Позитроны цэнэгийн хэмжээ нь электроны цэнэгтэй тэнцүү, тэмдгээр эсрэгээрээ байна. Цэнэг хадгалах хууль биеллээ! Үнэн хэрэгтээ, процессын эхэнд бид тэг цэнэгтэй фотонтой байсан бөгөөд эцэст нь тэг цэнэгтэй хоёр бөөмстэй болсон.
Цэнэг хадгалах хууль (хамгийн бага энгийн цэнэгийн хамт) өнөөдөр анхдагч юм шинжлэх ухааны баримт. Физикчид байгаль яагаад ийм зан авир гаргадаг болохоос өөрөөр биш байдгийг тайлбарлаж чадаагүй байна. Эдгээр баримтууд нь олон тооны физик туршилтаар батлагдсан гэдгийг бид хэлж чадна.
2 Кулоны хууль
Хөдөлгөөнгүй хүмүүсийн харилцан үйлчлэл (үүнд инерцийн системтоолох) хураамж гэж нэрлэдэг электростатик. Энэ нь сурахад хамгийн хялбар юм.
Электродинамикийн харилцан үйлчлэлийг судалдаг салбар суурин төлбөр, электростатик гэж нэрлэдэг. Электростатикийн үндсэн хууль бол Кулоны хууль юм.
By гадаад төрхКулоны хууль нь хуультай төстэй юм бүх нийтийн таталцал, цэгийн массын таталцлын харилцан үйлчлэлийн мөн чанарыг тогтоодог. Кулоны хууль бол цахилгаан статик харилцан үйлчлэлийн хууль юм цэгийн төлбөр.
Цэгийн төлбөр- энэ бол цэнэгтэй бие бөгөөд хэмжээ нь энэ асуудлын онцлог шинж чанартай бусад хэмжээсүүдээс хамаагүй бага юм. Ялангуяа цэгийн цэнэгийн хэмжээ нь тэдгээрийн хоорондох зайтай харьцуулахад маш бага байдаг.
Цэгийн цэнэг нь материаллаг цэг, цэгийн масс гэх мэт идеализаци юм. Цэгийн цэнэгийн хувьд бид энэ зайг цэнэглэгдсэн биеийн аль цэгүүдийн хооронд хэмждэг талаар огт бодохгүйгээр тэдгээрийн хоорондох зайны талаар хоёрдмол утгагүй ярьж болно.
Кулоны хууль. Вакуум дахь суурин хоёр цэгийн цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь бүтээгдэхүүнтэй шууд пропорциональ байна үнэмлэхүй утгуудцэнэгтэй бөгөөд тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.
Энэ хүчийг гэж нэрлэдэг Кулон. Кулоны хүчний вектор нь харилцан үйлчлэгч цэнэгүүдийг холбосон шулуун шугам дээр үргэлж оршдог. Кулоны хүчний хувьд Ньютоны гуравдахь хууль хүчинтэй байна: цэнэгүүд хоорондоо тэнцүү хэмжээтэй, эсрэг чиглэлд үйлчилдэг.
Жишээ болгон Зураг дээр. Зураг 6-д хоёр сөрөг цэнэгийн харилцан үйлчлэх F1 ба F2 хүчийг харуулав.
Цагаан будаа. 6. Кулоны хүч
Хэрэв q1 ба q2 хэмжээтэй тэнцүү цэнэгүүд бие биенээсээ r зайд байрладаг бол тэдгээр нь хүчтэй харилцан үйлчилнэ.
SI систем дэх пропорциональ байдлын коэффициент k нь дараахтай тэнцүү байна.
k = 9 10 9 N m 2 /Cl 2.
Хэрэв бид үүнийг бүх нийтийн таталцлын хуультай харьцуулбал Кулоны хуульд цэгийн массын үүргийг цэгийн цэнэг гүйцэтгэдэг бөгөөд таталцлын тогтмол G-ийн оронд k коэффициент байдаг. Математикийн хувьд эдгээр хуулиудын томъёо нь ижил төстэй бүтэцтэй байдаг. Физикийн чухал ялгаа нь таталцлын харилцан үйлчлэл нь үргэлж сэтгэл татам байдаг бол цэнэгийн харилцан үйлчлэл нь сонирхол татахуйц эсвэл зэвүүн байж болно.
Тогтмол k-тэй зэрэгцээд өөр нэг нь бий болдог үндсэн тогтмолε 0 харьцаагаар k-тэй холбоотой
ε 0 тогтмолыг цахилгаан тогтмол гэж нэрлэдэг. Энэ нь тэнцүү байна:
ε 0 = 1/4πk = 8.85 10 −12 C 2 /N m 2.
Цахилгаан тогтмол бүхий Кулоны хууль дараах байдалтай байна.
Туршлагаас харахад суперпозицийн зарчим гэж нэрлэгддэг зарчим биелдэг. Энэ нь хоёр мэдэгдлээс бүрдэнэ:
- Хоёр цэнэгийн харилцан үйлчлэх Кулоны хүч нь бусад цэнэглэгдсэн биетүүдээс хамаардаггүй.
- Цэнэг q нь q1, q2, цэнэгийн системтэй харилцан үйлчилдэг гэж үзье. . . , qn. Хэрэв системийн цэнэг бүр нь q цэнэг дээр F1, F2, хүчээр үйлчилдэг бол. . . , Fn, дараа нь өгөгдсөн системээр q цэнэгт хэрэглэсэн F хүч нь бие даасан хүчний векторын нийлбэртэй тэнцүү байна.
F = F1 + F2 +. . . +Fn
Суперпозиция зарчмыг Зураг дээр үзүүлэв. 7. Энд эерэг цэнэг q нь эерэг цэнэг q1 ба хоёр цэнэгтэй харилцан үйлчилдэг сөрөг цэнэг q2.
Цагаан будаа. 7. Суперпозиция зарчим
Суперпозиция зарчим нь нэг чухал мэдэгдэлд хүрэх боломжийг олгодог.
Бүх нийтийн таталцлын хууль нь зөвхөн цэгийн массад төдийгүй бөмбөрцөг тэгш хэмтэй массын тархалттай бөмбөлгүүдэд (ялангуяа бөмбөг ба цэгийн массын хувьд) хүчинтэй гэдгийг та санаж байна; дараа нь r нь бөмбөгний төвүүдийн хоорондох зай (цэгний массаас бөмбөгний төв хүртэл). Энэ баримтаас үүдэлтэй математик хэлбэрбүх нийтийн таталцлын хууль ба суперпозиция зарчим.
Кулоны хуулийн томьёо нь бүх нийтийн таталцлын хуультай ижил бүтэцтэй бөгөөд суперпозиция зарчим нь Кулоны хүчний хувьд бас хангагддаг тул бид ижил төстэй дүгнэлтийг хийж болно. Кулоны хуулийн дагуу бөмбөлгүүд нь бөмбөрцөг тэгш хэмтэй цэнэгийн тархалттай байвал хоёр цэнэглэгдсэн бөмбөг харилцан үйлчилнэ (бөмбөгтэй цэгийн цэнэг); Энэ тохиолдолд r утга нь бөмбөгний төвүүдийн хоорондох зай (цэгийн цэнэгээс бөмбөг хүртэлх) байх болно.
Ач холбогдол энэ баримтбид тун удахгүй харах болно; ялангуяа ийм учраас бөмбөгний гаднах цэнэгтэй бөмбөгний талбайн хүч нь цэгийн цэнэгийнхтэй ижил байх болно. Гэхдээ электростатикт таталцлаас ялгаатай нь энэ баримтыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Жишээлбэл, эерэг цэнэгтэй металл бөмбөлгүүд нийлдэг бөмбөрцөг тэгш хэмзөрчигдөх болно: эерэг цэнэгүүд нь бие биенээсээ хамгийн алслагдсан бөмбөлгүүдийн хэсгүүдэд чиглэх болно (эерэг цэнэгийн төвүүд нь бөмбөгний төвөөс хол байх болно). Тиймээс энэ тохиолдолд бөмбөлгүүдийн түлхэх хүч нь r-ийн оронд төвүүдийн хоорондох зайг орлуулах үед Кулоны хуулиас олж авсан утгаас бага байх болно.
2.2 Диэлектрик дэх Кулоны хууль
Электростатик харилцан үйлчлэл ба таталцлын харилцан үйлчлэлийн хоорондох ялгаа нь зөвхөн түлхэлтийн хүч байгаа эсэхээс үл хамаарна. Цэнэгүүдийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь цэнэгүүд байрладаг орчиноос хамаардаг (мөн бүх нийтийн таталцлын хүч нь орчны шинж чанараас хамаардаггүй). Диэлектрик, эсвэл тусгаарлагчцахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй бодисууд юм.
Диэлектрик нь цэнэгийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчийг (вакуумтай харьцуулахад) бууруулдаг. Түүгээр ч зогсохгүй, цэнэгүүд бие биенээсээ ямар зайд байрлаж байгаагаас үл хамааран өгөгдсөн нэгэн төрлийн диэлектрик дэх тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь вакуум дахь ижил зайтай харьцуулахад ижил тооны дахин бага байх болно. Энэ тоог ε гэж тэмдэглэсэн бөгөөд диэлектрикийн диэлектрик тогтмол гэж нэрлэдэг. Зөвшөөрөх чадварЭнэ нь зөвхөн диэлектрикийн бодисоос хамаардаг боловч түүний хэлбэр, хэмжээнээс хамаардаггүй. Энэ нь хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн бөгөөд хүснэгтээс олж болно. Тиймээс диэлектрикийн хувьд (1) ба (2) томъёо нь дараах хэлбэртэй байна.
Вакуум диэлектрик тогтмол нь бидний харж байгаагаар нэгдмэл байдалтай тэнцүү байна. Бусад бүх тохиолдолд диэлектрик тогтмол нь нэгдлээс их байдаг. Агаарын диэлектрик тогтмол нь нэгдмэл байдалтай маш ойрхон тул агаар дахь цэнэгийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчийг тооцоолохдоо вакуум (1) ба (2) томъёог ашигладаг.
Сурч байна цахилгаан үзэгдлүүдонд эхэлсэн Эртний Грекдараа нь цахилгаан гэдэг үгийг бий болгосон ажиглалтаас . Хувыг ноосоор үрвэл татагдаж эхэлдэг нь анзаарагдсан жижиг зүйлс- жишээлбэл, хөвсгөр, өд. Грек хэл дээрх хув нь электрон тул энэ төрлийн харилцан үйлчлэлийг цахилгаан гэж нэрлэдэг.
Өнөөдөр хэн ч энэ эртний Грекийн алдартай туршилтыг хувгүйгээр ч давтаж болно.
Туршлагаа оруулъя
Хуурай үсийг хуванцар самаар самнаж, жижиг цаасны хэсгүүдэд хүрэхгүйгээр барина. Цаасны хэсэг нь саманд татагдах болно (Зураг 49.1).
Бие дэх цахилгаан цэнэгийн улмаас цахилгаан харилцан үйлчлэл үүсдэг.
Цахилгаан цэнэгтэй биеийг цахилгаан цэнэгтэй (эсвэл зүгээр л цэнэглэгдсэн) гэж нэрлэдэг ба биед цахилгаан цэнэг өгөхийг цахилгаанжуулалт гэж нэрлэдэг.
Үрсэн хув нь үрэх үед цахилгаанждаг тул цахилгаан харилцан үйлчлэх чадварыг олж авдаг. Дараа нь хув нь үл хамаарах зүйл биш болох нь тогтоогджээ: олон бие нь үрэлтийн улмаас цахилгаанждаг. Та ноосон хувцсаа тайлж, өмссөний дараа өөр хүнд хүрэх үед "цахилгаан цочрол"-ыг нэгээс олон удаа мэдэрсэн байх. Энэ нь мөн үрэлтийн үед цахилгаанжуулалтын үр дүн юм.
Цахилгаанжсан биетүүдтэй хийсэн туршилтууд - жишээлбэл, хув эсвэл самаар үрсэн нь цахилгаанжсан биетүүд цэнэггүй биетүүдийг татдаг болохыг харуулж байна. Энэхүү таталцал нь цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлээс үүдэлтэй болохыг доороос харах болно.
1. Олон гэрийн эзэгтэй нар тавилгын тоосыг аль болох сайтар арчихыг хичээдэг тул тавилгын гадаргууг хуурай даавуугаар удаан хугацаанд үрнэ. Гэвч харамсалтай нь тэд хичээх тусам тоос нь "сайн арчсан" гадаргуу дээр хурдан тогтдог. Компьютер эсвэл зөөврийн компьютерын дэлгэцийг хуурай даавуугаар сайтар арчихад ижил зүйл тохиолддог. Үүнийг хэрхэн тайлбарлах вэ?
Цэнэглэгдсэн биетүүдийг авахын тулд сургуулийн туршлагаЦахилгаанаар тэд ихэвчлэн эбонит савааг ноосоор эсвэл шилэн саваа торгооор үрдэг. (Эбонит - хатуухар, хүхэр, резинээс бүрддэг.) Үүний үр дүнд саваанууд цахилгаан цэнэгийг олж авдаг.
Туршлагаа оруулъя
Нэг хөнгөн металл ханцуйг (металл цилиндр) цэнэглэж байхад нь хүрч цахилгаанжуулъя. шилэн саваа, нөгөө ханцуйг нь цэнэглэгдсэн эбонит саваагаар шүргэж . Ханцуйвч нь татагдаж эхлэхийг бид харах болно (Зураг 49.2, а).
Гэхдээ нэг саваагаар цахилгаанжуулсан хоёр хайрцаг нь үргэлж няцаах болно - бид ямар саваагаар сумыг цахилгаанжуулахаас үл хамааран (Зураг 49.2, b, c). 
Энэ туршилтаас харахад цахилгаан цэнэг нь ижил төрлийн цэнэг, түлхэх цэнэг гэсэн хоёр төрөлтэй байдаг янз бүрийн төрөлтатагддаг. Ихэнхдээ тэд төрлүүдийн талаар биш харин цэнэгийн шинж тэмдгүүдийн талаар ярьж, эерэг ба сөрөг гэж нэрлэдэг. Эсрэг тэмдэгтүүдийн цэнэгүүд бие биенээ хүчингүй болгож чаддаг (эерэг ба эерэг хоёрын нийлбэртэй адил) сөрөг тоонуудБайж магадгүй тэгтэй тэнцүү). Тэгэхээр,
Цахилгаан цэнэг нь эерэг ба сөрөг гэсэн хоёр тэмдэгтэй.
Шилэн саваа торгоор үрсэн цэнэгийг эерэг, үслэг, ноосоор үрсэн эбонит файлын цэнэгийг сөрөг гэж үзнэ.
Ижил тэмдгийн цэнэгтэй биеийг ижил тэмдэгтэй, өөр өөр тэмдэгтэй биеийг эсрэг цэнэгтэй гэж нэрлэдэг.
Дээр дурдсан туршлага үүнийг харуулсан
Цэнэгтэй байж болзошгүй биеийг түлхэж, эсрэг цэнэгтэй биеийг татдаг.
2. а) Гурван бөмбөлгийн цэнэг аль ч хос бөмбөг бие биенээ түлхэж чадах уу? харилцан татагдсан уу?
б) Бусад бие, багаж хэрэгслийг ашиглахгүйгээр тодорхойлох боломжтой юу: бөмбөг бүрийн цэнэгийн шинж тэмдэг юу вэ? Бүх бөмбөг ижил цэнэгтэй юу?
в) Бөмбөг бүрийн цэнэгийн тэмдгийг тодорхойлох туршилтыг тайлбарла.
Цахилгаан цэнэггүй биетүүдийг цэнэггүй буюу цахилгаан саармаг гэж нэрлэдэг. Бидний эргэн тойрон дахь бараг бүх бие нь төвийг сахисан байдаг. Гэхдээ энэ нь тэдэнд цахилгаан цэнэггүй гэсэн үг биш юм!
Эсрэгээр, аливаа бие нь маш олон тооны эерэг ба сөрөг цэнэгтэй бөөмсийг агуулдаг. Гэхдээ эдгээр эерэг ба сөрөг цэнэгүүд бие биенээ маш өндөр нарийвчлалтайгаар нөхдөг.
2. Цахилгаан цэнэг зөөгч
Цахилгаан цэнэгийг зөвхөн цэнэглэгдсэн тоосонцор зөөдөг. Бөөмгүйгээр цахилгаан цэнэг байхгүй.
Цэнэглэсэн бөөмсийг цахилгаан цэнэг зөөгч гэж нэрлэдэг. Хэрэв тэд ямар нэгэн бодис дотор хөдөлж чаддаг бол тэдгээрийг цахилгаан цэнэгийн чөлөөт тээвэрлэгч эсвэл зүгээр л үнэгүй цэнэг гэж нэрлэдэг.
Ихэнхдээ электронууд нь чөлөөт цэнэгийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Та ахлах сургуулийн физикийн хичээлээс мэдэж байгаачлан эдгээр маш хөнгөн сөрөг цэнэгтэй бөөмс нь асар том (электронтой харьцуулахад) эерэг цэнэгтэй атомын цөмийг тойрон хөдөлдөг. Металлын чөлөөт цэнэг зөөгч нь электронууд юм.
Ионууд, нэг буюу хэд хэдэн электроноо алдсан эсвэл авсан атомууд нь цахилгаан цэнэгийг авч явах боломжтой. (Грекийн "ион" - тэнүүчлэгч.) Электрон(ууд)-аа алдсан атом эерэг цэнэгтэй ион, илүүдэл электронтой атом сөрөг цэнэгтэй ион болно.
Жишээлбэл, уусмалд ширээний давс(NaCl) чөлөөт цэнэгүүд нь эерэг цэнэгтэй натрийн ионууд ба сөрөг цэнэгтэй хлорын ионууд юм.
3. Электроноо алдсан атом ямар ион (эерэг эсвэл сөрөг цэнэгтэй) болж хувирдаг вэ?
4. Дараах тохиолдолд атомын масс хэрхэн өөрчлөгддөг вэ? эерэг ион? сөрөг ион?
Цөмөөс хамгийн алслагдсан электронууд нь цөмтэй илүү сул холбоотой байдаг. Иймээс хоёр биетэй ойр байх үед электронууд нэг биеэс нөгөө бие рүү шилжиж болно (Зураг 49.3). Энэ нь яагаад биеийг үрэх үед ихэвчлэн цахилгаанждаг болохыг тайлбарладаг. 
Цахилгаанжуулалтын үр дүнд нэг биед илүүдэл электронууд гарч ирдэг тул сөрөг цахилгаан цэнэгийг олж авдаг бөгөөд өөр биед электроны дутагдал үүсдэг бөгөөд үүний үр дүнд эерэг цэнэгийг олж авдаг.
3. Дамжуулагч ба диэлектрик
Чөлөөт цахилгаан цэнэг зөөгч агуулсан бодисыг дамжуулагч гэж нэрлэдэг.
Бүх металлууд сайн дамжуулагч байдаг. Давс ба хүчлийн уусмалууд нь дамжуулагч байдаг - ийм шингэнийг электролит гэж нэрлэдэг. (Грекийн “litos” - задардаг, уусдаг.) Электролит нь жишээлбэл, далайн усба цус.
Металлын хувьд чөлөөт цэнэг нь электрон, электролитийн хувьд чөлөөт цэнэг нь ион юм.
агуулаагүй бодисууд чөлөөт хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэлцахилгаан цэнэгийг диэлектрик гэж нэрлэдэг.
Диэлектрик нь олон хуванцар, даавуу, хуурай мод, резин, шил, түүнчлэн олон шингэн - жишээлбэл, керосин, химийн цэвэр (нэрмэл) ус юм. Хий, түүний дотор агаар нь мөн диэлектрик юм.
Хэдийгээр диэлектрикт үнэгүй цэнэг байхгүй ч энэ нь цахилгааны үзэгдэлд оролцдоггүй гэсэн үг биш юм. Баримт нь диэлектрикүүдэд холбогдсон цэнэгүүд байдаг - эдгээр нь бодисын бүх дээжийг бүхэлд нь хөдөлгөж чадахгүй, харин нэг атом эсвэл молекул дотор хөдөлж чаддаг электронууд юм.
Энэ нь диэлектрикууд цэнэглэгдсэн биетүүдийн харилцан үйлчлэлд ихээхэн нөлөөлдөг: жишээлбэл, тэд үүнийг хэдэн арван удаа сулруулж чаддаг.
Энэ нь цэнэггүй диэлектрик биетүүд (жишээлбэл, цаасан хэсгүүд) цэнэглэгдсэн бие рүү татагддаг нь холбогдсон цэнэгийн шилжилтийн улмаас үүсдэг. Үүнийг бид доор дэлгэрэнгүй авч үзэх болно.
4. Нөлөөлөх замаар цахилгаанжуулах
Дамжуулагчид үнэ төлбөргүй цэнэг байдаг тул дамжуулагчийг цэнэглэгдсэн биед хүрэлгүйгээр цэнэглэх боломжтой. Энэ тохиолдолд бие махбодийг эсрэг шинж тэмдэгээр буруутгадаг.
Туршлагаа оруулъя
Модон ширээн дээр хэвтэж буй 1 ба 2-р хоёр металл ханцуйг дамжуулагчаар холбоно. Дараа нь дамжуулагчийг салгахгүйгээр бид ханцуйндаа хүрэхгүйгээр 1 эерэг цэнэгтэй савааг ханцуйндаа авчирдаг (Зураг 49.4, а). Цэнэглэгдсэн саваа руу татагдсан чөлөөт электронуудын нэг хэсэг нь ханцуй 2-оос ханцуй 1 рүү шилжинэ. Үүний үр дүнд ханцуй 2 эерэг, 1-р ханцуй нь сөрөг цэнэгтэй болно. 
Цэнэглэгдсэн савааг салгахгүйгээр бид ханцуйвчийг холбосон дамжуулагчийг салгана (Зураг 49.4, b). Тэд цэнэгтэй хэвээр байх бөгөөд тэдгээрийн цэнэг хэмжээ нь тэнцүү байх боловч шинж тэмдгийн эсрэг байх болно.
Одоо та ачаалагдсан саваагаа авч болно: ялгаатай нь цэнэг хайрцагнууд дээр үлдэх болно.
Биеийг цахилгаанжуулах энэ аргыг нөлөөллөөр цахилгаанжуулах гэж нэрлэдэг.
Анхаарна уу: нөлөөллөөр цахилгаанжуулалт нь төлбөрийг дахин хуваарилахтай холбоотой юм. Алгебрийн нийлбэрБиеийн цэнэг 0-тэй тэнцүү хэвээр байна: биетүүд нь тэнцүү хэмжээтэй, эсрэг тэмдгээр цэнэглэгддэг.
5. Цэнэглэсэн саваа, дараа нь ханцуйг холбосон дамжуулагчийг салгавал тайлбарласан туршилтын үр дүн хэрхэн, яагаад өөрчлөгдөхийг нарийвчлан хэлээрэй. Өөрийн түүхийг бүдүүвч зургаар дүрслэн үзүүлээрэй.
6. Дээр тайлбарласан туршилтанд хүн яагаад ханцуйгаа холбосон төмөр бариулыг модон бариулаар барьдагийг тайлбарла. Энэ туршилтын үеэр хүн гараараа төмөр бариулыг шууд барьвал юу болохыг дүрсэл. Үүнийг анхааралдаа авна уу хүний биеудирдаач юм.
5. Цэнэггүй бие яагаад цэнэглэгдсэн бие рүү татагддаг вэ?
Яагаад гэдгийг одоо олж мэдье цэнэггүй биетүүдцэнэглэгдсэн хүмүүст татагддаг.
Туршлагаа оруулъя
Цэнэггүй металл ханцуйнд эерэг цэнэгтэй саваа ойртуулъя (Зураг 49.5). Чөлөөт электронуудханцуйвч нь эерэг цэнэгтэй саваа руу татагдах тул ханцуйны савханд хамгийн ойр байгаа хэсэгт сөрөг цахилгаан цэнэг, электрон дутагдсанаас хамгийн хол хэсэгт эерэг цэнэг гарч ирнэ. 
Үүний үр дүнд ханцуйны сөрөг цэнэгүүд саваа руу ойртдог тул ханцуй нь саваа руу татагдах болно.
7. Цэнэггүй металл ханцуй яагаад сөрөг цэнэгтэй саваа руу татагддагийг тайлбарла.
Тиймээс цэнэггүй дамжуулагч нь цэнэггүй дамжуулагч дахь чөлөөт цэнэгийг дахин хуваарилсны улмаас ямар нэгэн тэмдгийн цэнэгтэй цэнэглэгдсэн биед татагддаг.
8. Зураг 49.6-д ханцуйны А ба В, түүнчлэн В, С ханцуйны харилцан үйлчлэлийг үзүүлэв. А ханцуй нь эерэг цэнэгтэй гэдгийг мэддэг.
a) В сум ачаалагдсан гэж хэлж болох уу? Хэрэв тийм бол түүний цэнэгийн шинж тэмдэг юу вэ?
в) А ба С ханцуйнууд хэрхэн харилцан үйлчлэхийг урьдчилан таамаглах боломжтой юу?
Цэнэггүй диэлектрик нь ямар ч тэмдгийн цэнэгтэй биед татагддаг. Үүнийг диэлектрик дэх холбогдсон цэнэгийн шилжилтээр тайлбарлаж байна: диэлектрикийн гадаргуу дээр өөр өөр тэмдгийн цэнэгүүд гарч ирдэг ба эсрэг тэмдгийн цэнэгүүд цэнэглэгдсэн биед ойр байдаг. Энэ нь сэтгэл татам байдалд хүргэдэг.
Доор бид диэлектрик дэх холбогдсон цэнэгийн шилжилтийг илүү нарийвчлан авч үзэх болно.
6. Цахилгаан харилцан үйлчлэлийн үүрэг
Атомуудын оршин тогтнох нь эерэг цэнэгтэй цөм ба сөрөг цэнэгтэй электронуудын цахилгаан харилцан үйлчлэлээс үүдэлтэй юм.
Атом ба молекулуудын харилцан үйлчлэл нь цахилгаан шинж чанартай байдаг: үүний ачаар атомууд молекул болж, атом, молекулуудаас шингэн ба хатуу бодис. Төвийг сахисан атом ба молекулуудын цахилгаан харилцан үйлчлэлийг тайлбарлав жигд бус хуваарилалттэдгээрийн доторх цахилгаан цэнэг.
Цахилгаан харилцан үйлчлэл нь амьд организмын олон үйл явцыг хариуцдаг. Ялангуяа доторх импульсийн шинж чанар мэдрэлийн эсүүд, үүнд тархины эсүүд орно.
Цахилгаан харилцан үйлчлэл нь таталцлын харилцан үйлчлэлээс хэд дахин илүү хүчтэй байдаг. Жишээлбэл, хоёр электроны хоорондох цахилгаан түлхэлтийн хүч нь таталцлын хүчнээс ойролцоогоор 4 * 10 42 дахин их байдаг. Үүнтэй харьцуулахад асар их тооАвогадрогийн тогтмол ч гэсэн өчүүхэн мэт санагдаж байна! § 50-д бид цахилгаан ба таталцлын харилцан үйлчлэлийн хүчний харьцуулсан үнэлгээг шалгах болно.
Гэхдээ цахилгааны харилцан үйлчлэл маш хүчтэй бол бид яагаад үүнийг эргэн тойрондоо тийм ховор анзаардаг вэ?
Бидний эргэн тойронд байгаа бараг бүх бие нь цахилгаан саармаг байдаг нь асар их эерэг цахилгаан цэнэг юм атомын цөммаш өндөр нарийвчлалтайгаар энэ нь үүнтэй тэнцүү хэмжээний электронуудын нийт сөрөг цэнэгээр нөхөгддөг.
Зөвхөн энэхүү нөхөн олговрын ачаар бид бодисын дотор цахилгаан харилцан үйлчлэлийн хүч хичнээн их "нуугдсан" байгааг анзаардаггүй.
Бидний эргэн тойронд байгаа бие махбод дахь цэнэгийн харилцан нөхөх байдал нь цахилгаан хүч нь ямар ч байдлаар илэрдэггүй гэсэн үг биш юм. механик үзэгдэл. Үнэн хэрэгтээ бид механикийг судлахдаа эдгээр хүчийг шууд харгалзан үзсэн.
Таны санаж байгаагаар механикт гурван төрлийн хүчийг авч үздэг - таталцлын хүч, уян харимхай хүч, үрэлтийн хүч. Эдгээр хоёр хүч болох уян харимхай хүч ба үрэлтийн хүч нь биеийг бүрдүүлэгч атом, молекулуудын харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг ба атом, молекулуудын харилцан үйлчлэл нь цахилгаан шинж чанартай байдаг. 
Нэмэлт асуулт, даалгавар
9. Хоёр ижил ханцуйвч нь ижил урттай утаснууд дээр зэрэгцэн унждаг. Ачаатай сумны хайрцаг улаан утсан дээр, цэнэггүй нь цэнхэр утсан дээр өлгөөтэй байна. Аль утас нь босоо тэнхлэгээс илүү хазайсан бэ?
10. Утас дээр зэрэгцэн өлгөгдсөн хоёр төмөр ханцуй нь бие биенээ түлхэнэ. Хэрэв та тэдгээрийн аль нэгэнд нь гараараа хүрвэл эдгээр ханцуйнууд хэрхэн харилцан үйлчлэх вэ?
11. Зураг 49.7-д ханцуйны А ба В, Б ба С ханцуйнууд хэрхэн харилцан үйлчлэлцэж байгааг харуулав.
a) Б хэргийг буруутгах талаар юу хэлж болох вэ?
б) С тохиолдолд ялын талаар юу хэлж болох вэ? 
12. Хөнгөн металл бөмбөлөг нь хоёр босоо металл хавтангийн хооронд дүүжлэгдсэн бөгөөд цэнэгүүд нь эсрэг тэмдэгтэй байдаг (Зураг 49.8). Бөмбөлөг ялтсуудын аль нэгэнд хүрсний дараа юу болохыг дүрсэл.
10. Элементар цахилгаан цэнэг. Цахилгаан цэнэгийг хадгалах хууль . Кулоны хууль. Хүчдэл цахилгаан орон. Цахилгаан талбайн суперпозиция зарчим.
Цахилгаан үзэгдлүүд.
Ямар ч ажигч хүн (чулуун зэвсгийн үеийн хүн ч гэсэн) зарим зүйлийг хийсэн үед үүнийг олж мэдэж чадна янз бүрийн материал, тэд олж авдаг сонирхолтой өмчжижиг объектуудыг татах: толбо, үс, хөвсгөр. Энэ шинж чанар нь ноосоор үрж байх үед хатуурсан давирхай - хуваар хамгийн тод илэрдэг. Грек хэлээр хув нь электрон гэсэн утгатай тул ийм үзэгдлийг цахилгаан гэж нэрлэж эхэлсэн. Биеийн бие биентэйгээ шууд харьцдаг механик харилцан үйлчлэлээс (нүцгэн нүдэнд харагддаг) ялгаатай нь цахилгаан үзэгдлийн үед бие бие биедээ хүрэлгүйгээр механик харилцан үйлчлэлцдэг. Энэхүү ер бусын өмч хүмүүсийн анхаарлыг татав. Та нарын хүн бүр цамц, цамцаа тайлж байхдаа заримдаа товших, шажигнах чимээ сонсогддог бөгөөд харанхуйд гэрэл гялалзах эсвэл гялалзахыг анзаардаг. Синтетик хивсэнцэр дээр алхсаны дараа металл зүйлд (хаалганы бариул, цоож) хүрэх нь тийм ч таатай биш байдаг - маш мэдрэмтгий цахилгаан цэнэг алддаг. Гар дээр үзүүлэх нөлөө гарч ирнэ үүнээс өмнөтэр хаалганы бариул эсвэл түгжээнд хүрэх үед.
Цахилгаан гүйдлийн гайхамшигт илрэлүүд болох аянга нь хүмүүсийн сонирхлыг үргэлж татсаар ирсэн боловч тэдний "бие даасан байдал" -ын улмаас, өөрөөр хэлбэл хүний гараар ижил төстэй зүйлийг үйлдвэрлэх боломжгүй тул янз бүрийн шашинд аянга нь дээд хүчний уур хилэнгийн илрэл гэж тайлбарладаг.
Чөлөөт цаг гарч ирэхэд зарим хүмүүс хөгжсөн судалгааны сонирхол, мөн цахилгаанаар цэнэглэгдсэн биеийг олж авах маш олон арга байдаггүй бөгөөд зөвхөн цэнэглэгдсэн биетүүдийн харилцан үйлчлэлийг зохицуулдаг цөөн хэдэн дүрэм байдаг нь тогтоогджээ.
Хэдэн төрлийн хураамж байдаг вэ?
Цахилгаан шинж чанартай жижиг биетүүд бие биенээ татдаг эсвэл түлхэдэг. Хэрэв ижил биетүүд ижил аргаар цэнэглэгдсэн бол тэд бие биенээ няцаах болно. Янз бүрийн бие, бие биенийхээ эсрэг үрэлтийн үр дүнд цахилгаан шинж чанарыг олж авдаг, бие биедээ татагддаг. Харьцуулбал цахилгаан шинж чанарбиетүүд, тэдгээрийн "стандарт" цэнэглэгдсэн биетэй харилцан үйлчлэлийг шалгасан. Тэдний заримыг нь ноосонд үрсэн эбонит (хув) саваа, заримыг нь торгоор үрсэн шилэн саваагаар үргээж байв. Тиймээс биеийн цахилгаан шинж чанар нь зөвхөн хоёр төрлийн байдаг. -тай зүйрлэвэл математикийн дүрэмцахилгаан шинж чанаруудын шинж чанарыг тодорхойлохын тулд "нэмэх" ба "хасах" гэсэн хоёр тэмдгийг нэвтрүүлсэн. Торгонд үрсэн шилний цэнэгийг эерэг, ноосонд үрсэн эбонитын цэнэгийг сөрөг гэж нэрлэдэг.()
Таталцал ба түлхэлт
Янз бүрийн тэмдгийн цэнэгтэй биесүүд үргэлж бие биедээ татагддаг болохыг тогтоожээ. Гэтэл нэг тэмдгийн цэнэгээр цэнэглэгдсэн бие хааяа нэг нэгнээ няцааж, заримдаа татдаг, зарим тохиолдолд огт цэнэглэгдээгүй юм шиг аашилдаг нь тогтоогдсон. Шаардлагатай нөхцөл түлхэлтцэнэглэгдсэн биетүүд нь тэдгээрийн цэнэгийн ижил шинж тэмдэг юм. ТаталцалЦэнэглэгдсэн биетүүд нь биетүүдийн цэнэгийн ижил ба өөр өөр шинж тэмдэгтэй байж болно. Хоёр бие бие биенээ татаж чаддаг бөгөөд нэг нь цахилгаан цэнэггүй байдаг. Өөрөөр хэлбэл, биеийг татахын тулд зөвхөн нэг биед цэнэг байх нь хангалттай юм. Дээр дурдсан бүхнээс харахад зөвхөн нэг тохиолдолд л бие махбодид ямар цэнэгийн шинж чанарыг тодорхой дүгнэж болно. (Ямар тохиолдолд?)
Хариулт: Хэрэв хоёр холбоогүй цэнэгтэй бие бие биенээ түлхэж байвал тэд ижил тэмдгийн цэнэгтэй байх нь гарцаагүй!
Цэнэглэгдсэн ба цэнэггүй бие нь бие биенээ татах, түлхэхээс гадна бие биенээ "чиглүүлэх" чадвартай. Жишээлбэл, цэнэглэгдсэн бөмбөгний ойролцоо утсан дээр хэвтээ байдлаар дүүжлэгдсэн цэнэггүй саваа нь үргэлж "бөмбөг рүү" чиглэсэн байдагтай ижил өндөрт байрладаг. Энэ нь механик хүчний момент нь биед үйлчилдэг гэсэн үг юм (харгалзаж буй тохиолдолд саваа). Ийм "чиг баримжаа" -ын тайлбар нь биеийн янз бүрийн цэнэгтэй хэсгүүдийн "татах", "түлхэх" тухай үндэслэлтэй холбоотой юм.
Цэнэггүй биеүүд нь цэнэглэгдсэн биетэй адил бие биенээ татаж чадна гэдэгт дахин итгэлтэй байцгаая. Цаасыг (хоолой руу өнхрүүлсэн) утас дээр түдгэлзүүлсэн байна. Цэнэггүй навч нь цэнэглэгдсэн эбонит саваа (эсвэл хуванцар сав). Цэнэгтэй саваа авчрахад зэрэгцүүлэн дүүжлэгдсэн ийм хоёр цэнэггүй навч бие биедээ татагдана. Тэдний механизм харилцан татахсоронзон орон дахь металл бөмбөлгүүдийг гинжээр эгнээнд оруулдаг механизмтай төстэй.
Цэнэг ялгах аргууд
Өөр өөр цэнэгтэй биетүүд гарч ирэх шалтгаануудын дунд хамгийн алдартай нь бие биенүүдийн эсрэг үрэлт юм. Орчин үеийн наалтыг цаас эсвэл хуванцар давхаргаас тусгаарлах үед тусгаарлагдсан объектуудыг олж авдаг өөр өөр төлбөр. Биеүүд хангалттай богино долгионы гэрлээр гэрэлтүүлсний үр дүнд цэнэгийг олж авах боломжтой. Их хэмжээний халалтын үр дүнд объектууд ихэвчлэн эерэг цэнэгийг олж авдаг. Биеийн өөрөө эсвэл зэргэлдээх биетүүдийн цацраг идэвхт байдлын үр дүнд цэнэгийг салгаж болно.
Анхны цэнэггүй биетүүдийн цэнэгийг ялгах нь тэдгээр нь цэнэглэгдсэн биеийн ойролцоо (электростатик талбарт) байх үед тохиолддог. Хэрэв гүйдэл дамжуулагч хоёр биеийг эхлээд холбож, дараа нь тодорхой зайд дахин "саавал" бие тус бүр нь цэнэгийг олж авдаг. Ирээдүйд, хэзээ тоон судалгаанийт цахилгаан цэнэг болох нь тогтоогдсон тусгаарлагдсан систембие аврагдсан! Туршилтын энэхүү дүгнэлтийг цэнэгийн хадгалалтын хууль гэж нэрлэдэг.
Хамгийн сонирхолтой нь төлбөрүүд үргэлж хосоороо харагддаг. Хэрэв биетүүдийн аль нэг нь эерэг цэнэг олж авбал хоёр дахь бие нь сөрөг цэнэгийг олж авах бөгөөд өөр өөр цэнэгүүд шууд утгаараа "хамтдаа" үүсдэг. Энэ нь янз бүрийн газруудад нэгэн зэрэг цэнэг үүсэх зэрэг үйл явдал гэсэн үг юм эсрэг тэмдэгцэнэгийн хадгалалтын хуультай зөрчилддөггүй ч хэзээ ч ажиглагддаггүй!
Цахилгаан цэнэгийн салангид байдал
Хэрэв хоёр ижил дамжуулагч бөмбөлөг хүрэлцэхээс өмнө нэг нь цэнэглэгдсэн, нөгөө нь цэнэглэгдээгүй байсан бол эдгээр бөмбөлгүүдийг салгасны дараа тус бүр нь ижил цэнэгтэй байх бөгөөд энэ нь анхны цэнэгийн тал хувьтай тэнцэнэ. цэнэглэгдсэн бөмбөг. Хэрэв та төлбөрөө дахин дахин хуваавал яах вэ? Энэ үйл явцыг тодорхойгүй хугацаагаар үргэлжлүүлэх боломжтой юу? Асуулт нь утгагүй биш боловч хуваах үйл явц хязгааргүй үргэлжлэх боломжгүй гэдгийг тогтоосон туршилтыг өөрөөр тавьсан. Туршилтыг Милликан зохион бүтээж, хийсэн. Түүнд газрын тосны жижиг дуслууд нь цахилгаан цэнэгтэй байсан тул агаарт амарч байсан бөгөөд үүнээс гадна таталцлын талбарТэд мөн цахилгаан талбайн нөлөөлөлд өртсөн. Агаар дуслын хамт гэрэлтэв хэт ягаан туяа, мөн дуслын цэнэг үе үе гэрлийн нөлөөгөөр өөрчлөгддөг. Милликан дуслуудын цэнэг нь ямар нэг маш жижиг цэнэгээр үржүүлсэн бүхэл тоотой үргэлж тэнцүү байдгийг тогтоосон бөгөөд үүнийг энгийн цэнэг гэж нэрлэдэг. SI систем дэх түүний утга нь: 1.6 × 10-19 C.
Электроскоп
Цэнэглэгдсэн биетүүдийн цахилгаан харилцан үйлчлэлийг шууд ажиглах олон арга, төхөөрөмжийг зохион бүтээжээ. Электроскоп гэж нэрлэгддэг нэг төхөөрөмж нь хоёр маш хөнгөн металл навчтай металл саваа агуулсан шилэн савнаас бүрдэнэ. Хэрэв электроскоп цэнэглэгдсэн бол эдгээр дэлбээнүүд бие биенээ няцааж, хуваагдана. Энэ нь нүцгэн нүдэнд мэдэгдэхүйц юм. Электроскоп хэдий чинээ их цэнэглэгдэнэ төдий чинээ их байна илүү том өнцөгдэлбээнүүд тархаж байна.
Туршилтууд
Биеийн цахилгаан харилцан үйлчлэлийн гайхалтай үзүүлбэрийг хамгийн энгийн төхөөрөмжөөр хийж болно. Туршилт хийхийн тулд танд хэрэгтэй: утас, ширээний теннисний бөмбөг, хөнгөн цагаан тугалган цаас, хоосон хуванцар сав, хуурай цаас. Хэрэв үзүүлэнгийн өрөөнд эбонит, шилэн саваа байгаа бол тэдгээрийг бас ашиглаж болно.
Бөмбөгийг тугалган цаасаар ороож, 1.5 - 2 метр урт утсаар дүүжлэв. Лонхыг цаасан дээр үрж (сөрөг) цэнэглэгддэг. Цэнэггүй бөмбөг нь цэнэглэгдсэн хуванцар саванд (шилэн саваа ба эбонит саваа хоёулаа) татагддаг. Бөмбөгийг цэнэглэгдсэн зүйлээр шүргэж цэнэглэсэн бол түүнээс хангалттай хол зайд байвал ижил цэнэгийн тэмдэгтэй биетээр л түлхэгдэнэ. (Хэрэв бөмбөг цэнэглэгдсэн объекттой ойрхон байвал түүнийг татах боломжтой!)
Байгаа асар их хэмжээбие биендээ үрэхэд тус тусдаа цэнэг үүсгэдэг хос материал ба эд зүйлс. "Хуурай сонин - резинэн бөмбөлөг" хосыг үйлдэл дээр харуулж болно. Бөмбөгийг сониноор эрчимтэй "үрж" авсны дараа энэ нь таны гарт татагдаж эхэлдэг бөгөөд хэрэв та таазанд аваачвал таазнаас өлгөөтэй хэвээр байна.
Илүү олон жишээ:
Полиэтилен хуудсыг ноосоор хана, самбар, далдуу модоор үрж өгнө.
Торгоны дотуур хувцас эсвэл синтетик даашинз нь заримдаа охидын хувьд хүсээгүй үйлдэл хийж, хөлөнд нь наалдаж, бусад таагүй байдлыг үүсгэдэг.
Өдөр тутмын амьдрал болон ажил дээрх статик цахилгааны жишээ:
Тоос нь компьютерийн монитор болон телевизийн зургийн хоолой дээр хуримтлагддаг бөгөөд эдгээр төхөөрөмжүүдийн дотор хэд хэдэн бие даасан хэсгүүдэд төвлөрдөг. Статик цахилгааныг орчин үеийн хэвлэх, хуулбарлах төхөөрөмжид (хувилагч, лазер принтер) ашигладаг. Тааламжгүй үр дагавраас зайлсхийхийн тулд цахилгаан цэнэггүйдэлШингэн түлш (бензин, дизель түлш) тээвэрлэж буй тээврийн хэрэгсэл нь тээврийн хэрэгслийн их биенд бэхлэгдсэн, замд шүргэгч металл гинж бүхий цахилгаан гүйдэл цэнэглэгчээр тоноглогдсон байх ёстой. Даавууны (торго, синтетик) цахилгаан статик цэнэглэлтийг багасгах, арилгахын тулд тэдгээрийг "эсрэг статик" шингэнээр эмчилдэг. Хатаах үед ийм шингэн нь даавуунд үүсдэг нимгэн давхаргацахилгаан цэнэг дамжин өнгөрөх бодис.
Биеийн дамжуулагч ба цахилгаангүй цэнэг
Цахилгаан цэнэгийг өөрсдөө сайн дамжуулдаг бодис, материалууд байдаг бөгөөд үүний дагуу үүнийг муу хийдэг бодис, материалууд байдаг. Жишээлбэл, хэрэв та нэг нь (1) цэнэглэгдсэн, нөгөө нь (2) нь цэнэглэгдээгүй хоёр ижил электроскопыг ган утсаар холбовол маш богино хугацааны дараа хоёулаа цэнэглэгдсэн гэдгээ "харуулна". Үнэн бол тус бүр нь анхны электроскопоор цэнэглэгдсэнээс бага хэмжээгээр цэнэглэгдэх болно. Хэрэв та эдгээр электроскопуудыг модон саваагаар холбовол цэнэгийг нэгээс нөгөөд шилжүүлэх нь маш удаан бөгөөд энэ процесс хэдэн секунд эсвэл бүр хэдэн минут үргэлжилж болно. Өмч физик биецахилгаан гүйдэл сайн эсвэл муу гүйх нь биеийн шинж чанар, түүний байдал, болон гадаад нөхцөл, бие нь байрладаг.
Нойтон цаас нь дамжуулагч биетэй, хуурай хэсэг нь дамжуулдаггүй. Халуун (улаан халуун) эбонит нь цэнэгийг дамжуулдаг боловч хэвийн температурт тийм биш юм! Хэвийн температурт хуурай агаар нь цэнэгийг дамжуулдаггүй (торгон утсан дээр өлгөөтэй бие нь удаан хугацаанд гадагшилдаггүй), харин өндөр температур(дөл, аянгын торхонд) цэнэгийг сайн дамжуулдаг. Байдаг сонирхолтой материалууд, аль цагт хэвийн температурТэд цахилгааныг муу дамжуулдаг бөгөөд температур 100К хүртэл буурахад хэт дамжуулагч болдог. Цахилгаан гүйдлийг муу дамжуулдаг материалыг тусгаарлагч гэж нэрлэдэг.
Цахилгаан гүйдэл дамжуулах (эсвэл үгүй) материалын шинж чанарыг тайлбарлахын тулд танилцуулсан загвар танилцуулгаийм материал дотор "үнэгүй төлбөр" байгаа эсэх. Хэрэв маш их үнэ төлбөргүй бол материал нь дамжуулагч юм - үүнийг дамжуулагч гэж нэрлэдэг. Хэрэв үнэ төлбөргүй төлбөр цөөн бол энэ материал нь тусгаарлагч юм. Сайн дамжуулагч (мөнгө) ба сайн тусгаарлагч (хатуу резин) дахь энэхүү дүрслэлийн (загвар) дагуу чөлөөт цэнэгийн тээвэрлэгчдийн концентрацийн харьцааны хүрээ нь 1020-аас дээш байна.
Бид аливаа бодисыг бүрдүүлдэг атомын бүтэцтэй танилцсаны дараа физикийн хичээлээр дамжуулагч, тусгаарлагч болон бусад материалын дотоод бүтцийг судлах ёстой.
Хөдөлгөөнгүй цэгийн цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хууль
At туршилтын судалгааЖижиг хэмжээтэй хоёр ижил биетийн агаар дахь цахилгаан харилцан үйлчлэлийн хувьд нэг биеэс нөгөө бие дээр үйлчилж буй хүч нь эдгээр хоёр биеийг холбосон шугамын дагуу чиглэгддэг болохыг тогтооход хялбар байдаг.
Цэнэглэгдсэн биетүүдийн харилцан үйлчлэлийн тоон судалгааг хийхэд хүргэсэн Францын физикчЧарльз Августин Кулон хоёр цэгийн цэнэгийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчний хэмжээ гэж дүгнэжээ. хоосон зайцэнэг бүрийн хэмжээтэй пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна. Энэ дүгнэлтийг мушгих тэнцвэртэй олон туршилтын үндсэн дээр хийсэн бөгөөд энэ нь биетүүдийг дэлхий рүү татах хүчийг утасны хурцадмал байдалаар нөхдөг. Тэнцүү хэмжээтэй, тэмдэгтэй цахилгаан цэнэгийг олж авахын тулд ижил цэнэглэгдсэн дамжуулагч бөмбөлөгүүдийг холбож болно.
(Тэрсион жингийн дизайн, ашиглалтын тайлбарыг сурах бичигт оруулсан болно.)
Зүүлт нь elderberry бөмбөг (жимс) ашигласан. Бөмбөлөгүүдийг бие биенээсээ тодорхой зайд байрлуулснаар Кулон тэдгээрт ижил тэмдгийн цэнэг өгч, бөмбөгнүүд няцаагдаж, бие биенээсээ холдов. Тэдний хоорондох өмнөх зайг сэргээхийн тулд рокерын гар дээр нэг бөмбөлөг өлгөгдсөн утсыг туршилтын ажилтан мушгив. Эргэлтийн өнцөг нь үүссэн хүчний " мушгих " моменттой пропорциональ байв.
Хэрэв жижиг (цэгтэй төстэй) биетүүд байрладаг орон зайн хоёр цэгт харгалзах радиус векторыг () тэмдгээр тэмдэглэвэл Кулоны тогтоосон харилцан үйлчлэлийн хуулийг математик тэмдэглэгээ хэлбэрээр илэрхийлж болно.
Энд F12 нь 1-р бие 2-р биед үйлчлэх хүч, q1 ба q2 нь биетүүдийн цэнэг, K нь зарим нэг юм. тогтмол. Хэрэв биетүүдийн цэнэг ижил тэмдэгтэй бол томьёоны дагуу бие нь няцаах, харин биеийн цэнэгийн шинж тэмдгүүд өөр байвал тэдгээр нь татагдана.
Хэд хэдэн хоорондын цахилгаан харилцан үйлчлэлийн хүч цэгийн биетүүд, үүнээс харахад векторууд шиг нэмэгддэг, өөрөөр хэлбэл тэд суперпозиция зарчмыг дагаж мөрддөг. Ерөнхий хүч чадал, бусад биеэс нэг биед үйлчилж байгаа нь энэ биед бусад бүх биеэс тусад нь үйлчлэх хүчний векторуудын нийлбэр юм.
Цахилгаан орон.
Хоёр жижиг цэнэгтэй биет огторгуйд (бусад биеэс) чөлөөтэй харилцан үйлчлэлцдэг бөгөөд ингэснээр бид хоёр дахь биеийг хаана ч байрлуулахад эхнийх нь түүний оршихуйг "мэдэрнэ". Түүнээс гадна харилцан үйлчлэлийн хуулийн хэлбэрээс (электростатикийн хувьд, Кулоны хууль) хүч нь биеийн цэнэгтэй үргэлж пропорциональ байдаг.
Маш удаан хугацааны өмнө (Майкл Фарадей) цэнэг бүр нь сансар огторгуйд өөрийн эргэн тойронд "ямар нэгэн зүйл" үүсгэдэг бөгөөд энэ нь эргээд бусад цэнэгүүдэд нөлөөлдөг гэсэн санааг илэрхийлж байсан. Энэ "ямар нэг зүйлийг" "талбай" гэж нэрлэдэг байв. Ийм "талбар" -ын аналог нь бүх чиглэлд агаарт байгаа гар чийдэнгийн чийдэнгийн цацраг юм. Гэрлийн тод байдал нь гар чийдэн хүртэлх зайнаас хамаарна. Гар чийдэн нь хаа сайгүй "харагдах" боловч түүнээс холдох тусам гэрэл сул болно. Сансар огторгуйд бий болсон "талбар" нь харьцангуй бие даасан байдалтай байдаг. Жишээлбэл, эх сурвалж нь аль хэдийн алга болсны дараа ч оршин тогтнох боломжтой. Тэнгэрт бидний харж буй олон одод олон сая жилийн өмнө ялгарч байсан гэрлээр гэрэлтдэг. Талбайн тухай санаа маш үр дүнтэй байсан бөгөөд хожим нь гэрэл өөрөө цахилгаан соронзон орон болох нь тогтоогджээ.
Бид төлбөрийн харилцан үйлчлэлийг дараах байдлаар тайлбарлах болно.
Цэнэг (эсвэл цэнэг) нь орон зайд цахилгаан орон үүсгэсэн бөгөөд энэ нь эргээд түүнд байрлуулсан цэнэгийн дагуу үйлчилдэг. Одоо талбар нь төлбөрөөр үүсгэгдсэн гэдгийг "мартъя". Бид үүнийг хэлэх болно: "Цахилгаан талбарт байрлуулсан цэнэг нь цэнэгийн хэмжээ нь пропорциональ хүчээр үйлчилдэг ба чиглэл нь талбараар тодорхойлогддог." Сансар огторгуйн цэг бүрийн талбар нь "хүчдэл" -ээр тодорхойлогддог вектор хэмжигдэхүүн, харьцаатай тэнцүү байнабага (туршилтын) цэнэг дээр энэ цэнэгийн хэмжээнд үйлчлэх хүч. ()
Цахилгаан талбайн тухай санаа нь дамжуулагчаар дамжуулан цэнэг хэрхэн дамждагийг маш сайн "тайлбарласан": дамжуулагч дахь цахилгаан орон байгаа үед чөлөөт цэнэгүүд хөдөлж эхэлдэг бөгөөд энэ нь цэнэгийн дахин хуваарилалтын шалтгаан болдог.
Цахилгаан талбайн шугамууд
Хавтгай зураг дээр тархсан цахилгаан талбайн бүтцийг харуулах гурван хэмжээст орон зай, хэд хэдэн техник байдаг. Тэдгээрийн нэг нь хавтгай дээр шугамууд татагдах бөгөөд тэдгээрийн шүргэгч нь тухайн цэг дээр байгаа цахилгаан талбайн хүч чадлын векторын зурах хавтгай дээрх проекцын чиглэлтэй давхцдаг. Талбайн хүч чадлын векторын проекцын чиглэлийг харуулсан сумыг шугаман дээр байрлуулсан. Эдгээр мөрүүдийг "гэж нэрлэдэг. цахилгаан шугамцахилгаан орон", гэхдээ ийм шугам нь талбайн хүч чадлын векторын хэмжээг харуулдаггүй. Хэрэв эерэг цэгийн цэнэг зургийн хавтгайд тусвал түүний ойролцоо хүчний шугамууд түүнээс "гарч ирдэг". Сөрөг цэгийн цэнэгийн хувьд нөхцөл байдал яг эсрэгээрээ байна: хүчний шугамууд түүнд "ордог".
Талбайн шугамын загвар нь зөвхөн цахилгаан талбайн бүтцийг чанарын хувьд тодорхойлдог. Жишээлбэл, зургийн хавтгайд байрлах цэгийн цэнэгийн талбарыг цэнэгийн байрлаж буй цэгийг дайран өнгөрөх шулуун шугамаар дүрсэлсэн болно. Түүний уртын дагуу жигд цэнэглэгдсэн, түүнд перпендикуляр хэв маягийн хавтгайг огтолж буй хязгааргүй шулуун шугамын хувьд яг ижил загвар байх болно. Гэхдээ эхний тохиолдолд талбайн хүч нь 1/R2 хуулийн дагуу, хоёр дахь тохиолдолд 1/R хуулийн дагуу зайнаас хамаарна. Ямар ч нимгэн цэнэглэгдсэн сегментийн хувьд яг ижил загвар байх болно. хавтгайд перпендикулярөгөгдсөн цэг дээр хавтгайг огтлолцсон шулуун дээр байрлах зураг. Энэ тохиолдолд талбайн хэмжээ өөрчлөгдөх хууль нь 1/R2 эсвэл 1/R1-тэй давхцахгүй.
Электрометр яагаад электроскопоос илүү мэдрэмтгий байдаг вэ? Цахилгаан хүчний нөлөөгөөр хоёр бие бие биедээ татагддаг. Үүнээс үзэхэд эдгээр биетүүд өөр өөр шинж тэмдгийн цэнэгтэй байдаг гэж үү? Цахилгаан орон дахь цэнэггүй биед хүч үйлчлэх зайлшгүй нөхцөл цахилгаан гарал үүсэл, нь гадаад цахилгаан орны нэг төрлийн бус байдал юм. Хэрэв цахилгаан орны хүч нь A - B шугамын дагуу чиглэж, А-аас В хүртэлх шилжилтээр нэмэгддэг бол аль цэгийн ойролцоо (А эсвэл В) жижиг диаметртэй цэнэггүй дамжуулагч бөмбөгөнд их хүч үйлчлэх вэ? цахилгаан хүч? Хэрэв "явж" элсэн цагХэрэв та соронз оруулбал тэд үргэлжлүүлэн ажиллах болно, гэхдээ та цэнэглэгдсэн эбонит саваа авчирвал цаг зогсдог. Яагаад? Телевизийг удаан ашигласны дараа дэлгэцэн дээр яагаад тоосны давхарга үлддэг вэ? Нэг материалд чөлөөт цэнэгийн концентраци нь N байна. Цахилгаан орон E байгаа үед энэ материалын чөлөөт цэнэгүүд дараах байдлаар хөдөлдөг. дундаж хурд V. Хоёрдахь материалд E/2 цахилгаан орон байгаа бол чөлөөт цэнэгүүд V/3 дундаж хурдтайгаар хөдөлдөг. Хоёр материал хоёулаа цахилгаан цэнэгийг адилхан сайн дамжуулдаг бол хоёр дахь материал дахь чөлөөт тээвэрлэгчдийн концентраци хэд вэ (өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь ижил байна. дамжуулах чанарэсвэл адилхан эсэргүүцэл) ? Тодорхой материалд (хий) чөлөөт зөөвөрлөгчид молекулуудын дулааны хөдөлгөөний үр дүнд хос хосоороо гарч ирдэг бөгөөд дунджаар T хугацааны дараа өөр өөр шинж тэмдгийн чөлөөт тээвэрлэгчид уулзах үед "дахин нэгддэг". Секунд тутамд нэгж эзэлхүүн тутамд N хос төрдөг. Энэ материалаар хийсэн дамжуулагчийн цахилгаан талбайн хэмжээнээс гүйдлийн чанарын хамаарлыг зур. Энэ харилцаа яагаад таны зурсан шиг харагдаж байгааг тайлбарла. Материалын халаалтыг үл тоомсорлодог. Яагаад цэнэглэгдсэн бөмбөлгүүдийг дээр туршилт хийх үед мушгих хэмжүүр, Кулон эсрэг тэсрэг биш, ижил тэмдгийн цэнэг ашигласан уу? Асуудлыг онолын хувьд шийдвэрлэхдээ хоёр жижиг бие бие биенээсээ том бөгөөд тогтмол зайд байна гэж үздэг. Биеүүд цэнэгтэй бөгөөд Кулоны хүчээр бие биедээ үйлчилдэг. Биеийн цэнэгүүд өөрчлөгдөж, харьцааг тооцдог Кулоны хүчхарилцан үйлчлэл. Энэ харьцаа π (20.5)-тай яг тэнцүү байж болох уу? Сансар огторгуйд 4 ижил Q цэгийн цэнэг байдаг бөгөөд тэдгээрийн гурав нь ижил урттай L дамжуулагчгүй гурван утсаар хос хосоороо холбогдсон байдаг. Дөрөв дэх цэнэг нь үлдсэн гурван цэнэг тус бүрээс ижил зайд байрладаг. Хэрэв систем тэнцвэрт байдалд байвал утаснуудын хурцадмал хүч хэд байх вэ?
Бариулахын тулд нэг төрлийн харилцан үйлчлэл байдаг физик онол(загвар) нь гурван төрлийн "цэнэг" хосыг нэвтрүүлэх ёстой байв. Тэд тэднийг төлбөр гэж нэрлээгүй ч "өнгө", "эсрэг өнгө" гэсэн шинэ нэр томъёо гаргаж ирэв. Энэ онолыг "хромодинамик" (квант) гэж нэрлэдэг. Онолыг тайлбарлав цөмийн харилцан үйлчлэл. Мөн эдгээр "өнгө" цэнэгтэй бөөмсийг ... гэж нэрлэдэг, гэхдээ та тэдгээрийн талаар өөрөө уншаарай!
Энэ вектор 1-р цэгээс эхэлж 2-р цэг дээр дуусна.
Цэнэг нь бага (туршилт) байх ёстой бөгөөд энэ нь гарч ирэхэд бие дээрх цэнэгийн хуваарилалт өөрчлөгдөхгүй. Энэ нь электростатик талбайн хүчийг "үзэлгүйгээр" хэмждэг.
Хичээлийн төлөвлөгөө:
1. Биеийн цахилгаанжуулалтын талаар өмнө нь олж авсан мэдлэгийг үндэслэн нэгтгэн дүгнэх электрон онол.
2. Бүлгийн болон ганцаарчилсан ажил:
- зуурсан гурилтай ажиллах;
- Мини төслүүдийг бий болгох "Статик цахилгааныг ашиглах, түүнтэй тэмцэх."
3. Төсөл хамгаалах талаар бага хурал.
4. Хичээлийн хураангуй.
5. Гэрийн даалгавар.
Самбар дээр.
Багшийн хичээлийн зорилго:
Биеийн цахилгаанжуулалтын талаархи оюутнуудын мэдлэгийг системчлэх, нэгтгэх. Цахим онол дээр үндэслэн биеийг цахилгаанжуулах үйл явцыг тайлбарла.
Багшид өгөх даалгавар:
- оюутнуудын бие даан суралцах үйл ажиллагааг идэвхжүүлэх нөхцлийг бүрдүүлэх;
- ажиглах чадварыг үргэлжлүүлэн хөгжүүлэх физик үзэгдлүүд, туршилт ашиглан онолын байрлалыг шалгах, багаж хэрэгслийг ашиглах;
- ажил, гэр ахуйн гал түймэр, ослоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд аюулгүй ажиллагааны дүрэм журмыг дагаж мөрдөх хэрэгцээ шаардлагад анхаарлаа хандуулах.
Оюутнуудад:
Хичээлийн зорилго:цахилгаан цэнэгийн тухай ойлголт, түүний шинж чанарыг эргэн санах; цахилгаанжуулалтын үзэгдлийг тайлбарлах; олж авсан мэдлэгийн практик чиг баримжааг авч үзэх.
Даалгаварууд:
1. Боловсролын:
- Цахим онол дээр үндэслэн биеийг цахилгаанжуулах үйл явцыг тайлбарлах;
- олж авсан мэдлэгийнхээ практик чиг баримжааг судлах;
- Боловсрол, танин мэдэхүйн урам зориг, туршлагыг бий болгох практик үйл ажиллагаа.
2. Хөгжүүлэх:
- Шинжилгээ хийх, таамаглал дэвшүүлэх, таамаглал дэвшүүлэх, урьдчилан таамаглах, ажиглах, туршилт хийх чадварыг хөгжүүлэх;
- Хөгжлийг дэмжих логик сэтгэлгээ;
- Өөрийнхөө сэтгэцийн үйл ажиллагааны үр дүнг ярианд илэрхийлэх чадварыг хөгжүүлэх.
3. Боловсролын:
- шинжлэх ухааны ертөнцийг үзэх үзлийг бий болгоход хувь нэмэр оруулах;
- сэрээх танин мэдэхүйн сонирхолсэдэв болон хүрээлэн буй үзэгдлүүд;
- хамтын ажиллагаа, харилцаа холбоо, багаар ажиллах чадварыг хөгжүүлэх;
- объект, үзэгдэл, үйлдэл, үйлдлийг (өөрийн болон бусдын) шүүмжлэлтэй боловч бодитойгоор үнэлэх чадварыг хөгжүүлэх.
Арга зүй:физикийн хичээлээр олж авсан мэдлэгээ практикт ашиглах боломжийг харуулах.
Арга, техник:
- Мэдээллийг амаар дамжуулах арга, мэдээллийг сонсголоор хүлээн авах арга (техник: харилцан яриа, түүх, хэлэлцүүлэг);
- Мэдээллийг нүдээр дамжуулах арга, харааны ойлголтмэдээлэл (техник: ажиглалт, туршлагыг харуулах, танилцуулах);
- Практик үйл ажиллагаа, хүрэлцэх кинестетик ойлголтыг ашиглан мэдээлэл дамжуулах аргууд ( туршилтын ажилбүлэгт);
- Оюутнуудыг урамшуулах, урамшуулах арга (техник: бүтээх асуудалтай нөхцөл байдал, асуудалтай танилцуулга, хэсэгчилсэн хайлтын үйл ажиллагаа, бүлгийн судалгааны үйл ажиллагаа, амжилтанд хүрэх нөхцөл байдлыг бий болгох, харилцан туслалцаа үзүүлэх нөхцөл байдлыг бий болгох);
- Хяналтын аргууд (урд талын судалгааны арга, туршилт, өөрийгөө үнэлэх).
Зарчмууд:шинжлэх ухааны шинж чанар, тууштай байдал, байгальд нийцсэн байдал, хүртээмжтэй байдал, хувь хүний хөгжил, нэгдэл.
Сургалтын хэрэгслүүд:
- компьютер, проектор, дэлгэц;
- цахилгаан хэмжигч, plexiglass ба эбонит саваа, ноосон хаягдал, дамжуулагч, хуванцар болон металл юүлүүр, tripod, plexiglass хавтан, чинжүүтэй тунгалаг хуванцар хайрцаг.
- ажлын хуудас, хичээл дээрх ажлын үйл ажиллагааг бүртгэх картууд, туслах тэмдэглэлийн хэлбэрүүд.
Хичээлийн явц.
Сайн уу.
Өнөөдөр хичээл дээр бид:
- Биеийн цахилгаанжуулалтын талаар өмнө нь олж авсан мэдлэгээ цахим онол дээр үндэслэн нэгтгэн дүгнэх;
- Зуурсан гурилтай ажиллах;
- Цахилгаан эрчим хүчний ашиг тус, хор хөнөөлийн талаархи жижиг төслүүдийг бий болгох. Мөн төслүүдийг хамгаалахын тулд бага хурал хийх.
Дэвтэрээ нээж, хичээлийн сэдвийг бич. “Цахилгаан үзэгдлийн тайлбар” (хуудас No1). Тэгэхээр бидний хичээлийн гол ажилэлектрон ба атомын бүтцийн талаархи мэдлэг дээр үндэслэн холбоо барих үед биеийг цахилгаанжуулах, дамжуулагч ба диэлектрик байгаа эсэх, түүнчлэн цэнэггүй дамжуулагч (бие) -ийг цэнэглэгдсэн бие рүү татах талаар тайлбарлах.
I. Мэдлэгийг шинэчлэх.
Гэхдээ эхлээд цахим онолоос үүдэлтэй хэд хэдэн заалтыг санацгаая.
1. Бүх бие юунаас бүтсэн бэ? ( атомууд) sl. №2 (1)
2. Атом ямар бүтэцтэй вэ? ( протон ба нейтроноос бүрдэх эерэг цөм, электронууд цөмийг тойрон хөдөлж, бүрхүүлээ орхиж чаддаг.) sl. №2 (2)
3. Электрон ямар цэнэгтэй вэ? (сөрөг) sl. №2 (3)
4. Протон ямар цэнэгтэй вэ? (эерэг) sl. №2 (4)
5. Дараа нь бүх биеүүд эхлээд цэнэгтэй байдаг. (Ямар нөхцөлд бие нь цэнэггүй байдаг)
6. Ямар нөхцөлд бие эерэг цэнэгтэй болох вэ?
7. Ямар нөхцөлд бие сөрөг цэнэгтэй болох вэ?
8. Иймд бие нь электрон авах эсвэл алдах үед цэнэгтэй болдог.
9. Слайд №3 (1), дараагийн. No3 (2) Эбонит саваа ямар тэмдгээр цэнэглэгдсэн бэ? Ямар төрлийн ноос вэ? (слайд дээрх асуултууд)
10. Ноосноос электронууд эбонит саваа руу шилждэг.
11. Иймд төлбөрүүд үүсдэггүй, зөвхөн тусгаарлагддаг.
12. Яагаад электронууд ноосноос эбонит руу шилждэг ба эсрэгээр нь шилждэггүй вэ?
II. Цэнэггүй биеийг цэнэглэгдсэн бие рүү татах үзэгдлийн тайлбар.
13. Зургийг хараад хариул, бөмбөг цэнэглэгдсэн үү? Хэрэв цэнэглэгдсэн бол бөмбөг ямар тэмдэгтэй вэ? Хариултаа зөвтгөөрэй.
14. Цахилгаан орон нь зөвхөн цэнэглэгдсэн биед үйлчилдэг.
15. Ачаагүй хайрцагны хайрцаг хэрэглэж байсан туршлагатай. Ачаагүй сум яагаад эхлээд татагдаж, дараа нь түлхэгдэж эхэлсэн бэ?
Ингээд цахим онолоос урган гарсан хэд хэдэн заалтыг санаж, тайлбар өглөө. Цэнэггүй бие яагаад эхлээд цэнэглэгдсэн биед татагдаж, дараа нь түүнээс хөөгддөгийг бид мөн олж мэдсэн.
III. Багаар болон ганцаарчлан ажиллах.
Бидний цаашдын ажил дараах байдлаар явагдана. Одоо бид 4 судлаачдын бүлгийг байгуулж, төсөл дээр ажиллаж эхлэх бөгөөд бүлэг бүр өөр өөрийн гэсэн сэдэвтэй төслийг хэрэгжүүлэх болно. Гэхдээ тэд бүгдээрээ манай чуулганы “Статик цахилгааны хэрэглээ ба түүнтэй тэмцэх нь” сэдэвтэй нийцэж байгаа. 2 бүлэг нь статик цахилгаан нь хүмүүст үйлчилдэг, 2 бүлэг нь статик цахилгаан нь хор хөнөөл учруулж болохыг нотолсон төслүүдийг хийж байгаа бөгөөд үүнийг хэрхэн шийдвэрлэх талаар танд хэлэх болно.
Үлдсэн залуус шалгалтын шалгалтаа дуусгахын тулд компьютерийн ард сууна.
- Би тесттэй хэрхэн ажиллахыг тайлбарладаг;
- Би судалгааны бүлгүүд рүү явж байна. Ажил 12 минутын дотор явагдана. Тэгээд бүгд суугаад төслүүдээ хамгаалдаг.
IV. Төсөл хамгаалах (10 минут)
Одоо би хүн бүрийг "Статик цахилгааны хэрэглээ ба түүнтэй тэмцэх" хуралд урьж байна.
Бид олон тооны машин, багаж хэрэгсэл, хүн өөрөө бий болсон цахилгаан цэнэгийн далайд байнга байдаг. Эдгээр ялгадас нь мэдээжийн хэрэг тийм ч хүчтэй биш юм байгалийн аянга, тиймээс бид заримдаа металл зүйл эсвэл өөр хүнд гараараа хүрэх үед бага зэрэг хатгахаас бусад тохиолдолд тэдгээрийг анзаардаггүй. Гэхдээ ийм ангилал байдаг бөгөөд боломжтой том цахилгаан товч, гал түймэр, дэлбэрэлт үүсгэж, тэдгээр нь яагаад үүсч, өөрсдийгөө хэрхэн хамгаалахаа мэдэхгүй бол их хэмжээний хохирол, хохирол, гэмтэлд хүргэдэг.
Статик цахилгааны аюулын талаар төсөл хэрэгжүүлсэн залуус биднээс өөрсдийгөө хэрхэн хамгаалах талаар хэлэх болно. ( төслүүдийн хамгаалалт сонсогдож байна) Програм
Гэхдээ статик цахилгаан нь хүмүүст үйлчилж чаддаг. Төслийн хамгаалалтыг сонсоцгооё энэ асуудал. (төслүүдийн хамгаалалт сонсогдож байна) Хавсралт 10, 11.
Маш их баярлалаа!
Ингээд өнөөдөр залуус аа, бид атомын бүтэц, байгальд ямар цэнэгүүд байдгийг, тэдгээр нь хэрхэн харилцан үйлчилдгийг дахин нэг удаа санаж, биетүүдийн цахилгаанжуулалтыг цахим онолд тулгуурлан тайлбарлаж, статистикийн цахилгааны ашиг тус, хор хөнөөлийн талаар 4 төслийг хийж дуусгалаа.
V. Гэрийн даалгавар.
Бид дахин уулзахгүй байж магадгүй тул би сөрөг ионуудын бүсэд илүү олон удаа байхыг үүрэг болгож байна, энэ нь эерэг сэтгэл хөдлөл, эерэг сэтгэл хөдлөлийг хүлээн авах "эерэг" хүмүүсийг харилцахдаа өөртөө татах болно. тантай харилцахдаа олж авсан гэх мэт. Хичээл өгсөнд баярлалаа. Дараа дараагийн хичээлүүдэд нь амжилт хүсье. Баяртай!
