Dersin amacı:

Eğitici: Elektrik yükü, yüklü cisimlerin etkileşimi ve iki tür yükün varlığı hakkında ilk fikirlerin oluşumu.
Bedenlerin elektrifikasyon sürecinin özünün incelenmesi ve açıklığa kavuşturulması.
Eğitici:
Merak uyandıran, duygusal ve samimi bir atmosfer.
Bir takımda çalışma yeteneğini geliştirmek.
Gelişimsel:
Doğadaki ve teknolojideki elektriksel olayları tanımlar.
Elektrikli bir cismin yükünün işaretini belirleyin.
Elektrik yüklerinin incelenmesi hakkında kısa tarihsel bilgiler verin.

Ders türü: yeni bilginin keşfi

Dersin ilerleyişi.

Organizasyon anı

Bilgiyi güncelleme

Yeni malzemenin açıklaması

Konsolidasyon

Ders özeti. Refleks

Organizasyon anı

TB ile ilgili temel talimat.

II . Öğrenme faaliyetleri için motivasyon

Öğretmen gizemli bir deney gösterir: "Dans Eden Adamlar."

Öğretmen:

Arkadaşlar şimdi size bir hile göstereceğim. Tüm eylemlerimi dikkatlice takip edin, denememin sonunda soruma cevap vermeye çalışacağız.

Öğretmen “Dans Eden Adamlar”ın bulunduğu ekipmanı gösteri masasına yerleştirir

Ş. Bilgiyi güncelleme

Öğretmen:

Böylece “Maddenin toplam hallerindeki değişiklikler” konusunu incelemeyi bitirdik; şimdi ele aldığımız konuyu tekrarlayacağız. İnteraktif tahtada bir bulmaca tablosu bulunmaktadır. Soruyu ve öğrencinin sorunun cevabını yazmaya başlaması gereken dikey hücrenin numarasını soruyorum. Bulmacanın tamamını doğru bir şekilde doldurduğunuzda 10. sütuna bugünkü dersin konusu olan kelime yazılacaktır.

Her soruya farklı bir öğrenci cevap verecektir.

Sorular:

Bu bölümde “Isı Miktarı” olarak sunulan skaler bir fiziksel büyüklük(enerji)

İç enerjinin bir vücuttan diğerine veya bir kısmından diğerine aktarılması olgusu(ısı iletkenliği)

Atomların moleküller halinde birleşmesi sırasında büyük miktarda ısının açığa çıkmasıyla ortaya çıkan bir süreç(yanma)

İçten yanmalı motorlarda pistonun tek vuruşu(incelik)

Bir maddenin bir toplanma durumundan diğerine geçiş sürecinde sabit kalan fiziksel miktar(sıcaklık)

Isı motoru tipi(türbin)

Bir ısı motorunun ayrılmaz bir parçası atmosferdir.(buzdolabı)

Bir maddenin sıvı durumdan gaz durumuna geçişi(buharlaşma)

Evrensel buhar makinesinin mucidi.(Watt)

Bir maddenin gaz halinden sıvı duruma geçiş süreci(yoğuşma)

Buhar kabarcıklarının sıvı içinde büyüyüp yükseldiği yoğun buharlaşma(kaynama)

Maddenin değişmesi(fenomen)

Yeni malzeme

Öğretmen:

Önce elektrifikasyon efsanesini öğreneceğiz, sonra bir deney yapacağız.

Performans

MÖ 6. yüzyıldaAntik Yunanlılar süslemelere ve küçük el sanatlarına çok düşkündü.kehribar, rengi ve parlaklığı nedeniyle onlar tarafından isimlendirildi"elektron" - "Güneş taşı" ne anlama geliyor? Thales'in kızı, Fenikeli ustaların ürünü olan kehribar iğle yün eğiriyordu. Bir defasında, iği suya düşüren kız, onu yünlü kitonunun kenarıyla silmeye başladı ve iğe birkaç kıl yapıştığını fark etti. Hala ıslak olduğu için mile yapıştıklarını düşünerek daha da sert silmeye başladı. Ne olmuş? Mil ne kadar çok ovalanırsa, ona o kadar çok kürk yapışıyordu. Kız bu fenomenin açıklaması için babasına döndü.Filozof, kızına ne olduğunu hemen açıklayamadı, ancak dikkatinden dolayı onu överek bu konu hakkında düşüneceğine söz verdi. Akşam iş milini temizlemeye çalışan Thales, iş milini ovalarken karanlıkta kıvılcımların göründüğünü fark etti. Thales, "Öğrencilerimle birlikte düşünecek ve üzerinde düşünecek bir şey var" diye karar verdi.Thales, bunun sebebinin iğin yapıldığı maddede olduğunu fark etmiş ve ilk kez bir Fenikeli tüccar gemisi Miletos iskelesine yanaştığında çeşitli kehribar ürünleri satın almış ve bunların hepsinin yünlü bir maddeyle ovulduğuna ikna olmuştur. , bir mıknatısın demiri çekmesi gibi hafif nesneleri kendine çekiyordu.Ve Thales, kızının fark ettiği bu olguyu elektron (amber) sözcüğünden yola çıkarak elektrik olarak adlandırdı.

Doğada ve insanların hayatında yaygın bir olgudan bahsediyoruz: Bedenlerin elektriklenmesi.

Bu neden oldu? Fiziksel bir olgunun özü nedir? Bunu bugünkü derste öğrenmeliyiz.

Defterlere dersin konusunu yazıyoruz.Dersimizin amacını belirtin.

Diğer bedenleri çekebilen yalnızca kehribar mı?

On yedinci yüzyılın başında İngiliz bilim adamı William Gilbert şunu keşfetti:sürtünme ile Pek çok madde elektriklendirilebilir: elmas, safir, mühür mumu ve bunlar sadece tüyleri değil aynı zamanda metalleri, ahşabı, suyu, yağı da çeker...

Hadi kontrol edelim. (Öğretmen deneyimini gösterir).

Deneyim 1: Elektrikli bir ebonit çubuk tahta bir cetvelin önüne getiriliyor. (Cetvel, bir sehpanın üzerindeki yuvaya vidalanmış lamba, kürke sürülmüş ebonit çubuk)

Sonuç: Cetvel dönmeye başlar.

Deneyim 2: Elektriklibardak ah yaşayan bir iç mekan çiçeğine bir çubuk (veya kağıda veya ipeğe sürülmüş bir pleksiglas cetvel) getirilir.

Sonuç : Yapraklar çubuğa doğru sapar.

Deney 3: Video (Top ve su)

Sonuç : Akış topa doğru yönlendirilir.
Deneyler sırasında neler gözlemledik? (Deneyleri tartıştıktan sonra sonuçlar çıkarıyoruz).

Bedenlerin diğer bedenleri çekme özelliklerini kazandığı olaylar17. yüzyıldan itibarenismindeelektrifikasyon. Veya şöyle diyorlar: Bu, vücuda elektrik yükü verme işlemidir.

Vücutların elektrifikasyonu, temas halinde olduklarında (temas halinde) meydana gelir. (Sürtünme sırasında temas alanları artar.)

Elektrifikasyon yalnızca sürtünme sonucu değil, başka şekillerde de meydana gelebilir:

İLETİŞİME, ETKİYE GÖRE(örneğin, lastik bir hortumun büyük bir nesneye sert bir şekilde çarpılarak elektroskoba getirilmesi),

IŞIĞIN ETKİSİ ALTINDA.

Elektrik teorisinin sabit elektrik yüklerinin etkileşiminin incelendiği bölümüne denir.elektrostatik (elektro... ve statik, Yunan statike'sinden - denge bilimi).

17. yüzyılda Alman bilim adamı Otto von Guericke şunu fark etti:Çekimin yanı sıra elektriksel itme de vardır. Ve yaptığı ilk elektrostatik makine bu araştırmasında ona yardımcı oldu.

Şu anda bu araba şuna benziyor (göstermek ) ve elektrofor makinesi olarak adlandırılır. Onu biraz sonra daha iyi tanıyacağız.

Elektrifikasyonda her zaman en az 2 kurum yer alır. Bu durumda her iki gövde de elektriklenir.

Elektrikli cisimler ya çeker ya da iter.

Elektrofor makinesini çalışırken kontrol edelim. Yalıtım standları üzerinde bulunan kağıt tüylerini elektrofor makinesinin toplarına bağlıyoruz.

Deneyim 5.(Öğrenci yardımcı olur). Makinenin kolunu çevirerek davranışlarını gözlemliyoruz.

A) tüyler makinenin bir direğine bağlanır (tüylerin yaprakları itilir);

B) tüyler makinenin farklı kutuplarına bağlanır (tüylerin yaprakları çekilir);

Sonuç: Doğada iki tür elektrik yükü vardır.

Bu deney dizisinden ne gibi sonuçlar çıkardınız?

Bedenlerin elektrifikasyonu kendini nasıl gösteriyor? (Elektrifikasyon, cisimlerin çekilmesi veya itilmesi şeklinde kendini gösterir. ). Elektrifikasyonda kaç kurum yer alıyor? Aynı türden yükleri olan cisimler nasıl davranır? Farklı türler mi?

Doğada iki tür elektrik yükü vardır.

Aynı türden elektrik yüküne sahip cisimler birbirini iter, farklı türde elektrik yüklerine sahip cisimler ise çeker.

Charles Dufay, elektriksel etkilerle ilgili bilgileri sistematikleştirmede en büyük başarıyı elde etti.Charles François Dufay (1698-1739) - Fransız fizikçi 18. yüzyılda (1733) "" adını verdiği iki tür elektriğin varlığını keşfetti.cam" ve "reçine ".

Birincisi cam, kaya kristali, değerli taşlar, yün, saç vb. üzerinde meydana gelir; ikincisi - kehribar, ipek, kağıt vb. üzerinde. Aynı zamanda homojen elektriğin ittiğini ve farklı elektriğin çektiğini tespit etti.

Pozitif ve negatif yük kavramı 1747'de Franklin tarafından tanıtıldı. Bir ebonit çubuk, yün ve kürkle elektriklendiğinde negatif yüklü hale gelir. Franklin, ipeğe sürtülmüş bir cam çubuk üzerinde oluşan yüke pozitif adını verdi.

Cam elektriği (cam çubuk) - olumlu.

Reçine (abanoz çubuğu) – olumsuz.

Doğanın hiçbir yerinde ve hiçbir zaman aynı işaretin yükü ortaya çıkmaz veya kaybolmaz. . Ücretler çiftler halinde görünür. Pozitif bir yükün ortaya çıkışına her zaman negatif bir yükün ortaya çıkışı eşlik eder. Ve tam tersi. Bu elektrik yükünün korunumu yasasıdır.Fizikte pozitif bir yük +q veya q ile gösterilir. Negatif yük – -q.

Elektrik yükü, yüklü cisimlerin birbirleriyle etkileşime girme özelliklerini karakterize eden fiziksel bir miktardır. . Kolye şeklinde ölçülmüştür (Sh. Coulomb onuruna.)

Edinilen vücut yükünün göreceli olduğunu lütfen unutmayın. Yani etkileşim halindeki cisimlerin malzemesine bağlıdır. Örneğin cama sürtünen naylon negatif yüklenecektir. Ama eğer onu kauçuğa sürerseniz pozitif yüklenecektir.

Doğanın temel yasalarından biri deneysel olarak belirlenmiş olandır.elektrik yükünün korunumu kanunu .

Yalıtılmış bir sistemde, tüm cisimlerin yüklerinin cebirsel toplamı sabit kalır:

Elektrik yükünün korunumu yasası, kapalı bir cisimler sisteminde yalnızca bir işaretin yükünün yaratılması veya kaybolması süreçlerinin gözlemlenemeyeceğini belirtir.

Ortak laboratuvar deneylerinde,elektrometre – metal bir çubuk ve yatay bir eksen etrafında dönebilen bir işaretçiden oluşan bir cihaz (Şekil 1.1.1). Ok çubuğu metal gövdeden izole edilmiştir. Yüklü bir cisim elektrometre çubuğuna temas ettiğinde, aynı işaretli elektrik yükleri çubuk ve ibre üzerine dağıtılır. Elektriksel itme kuvvetleri, iğnenin belirli bir açıyla dönmesine neden olur, bu sayede elektrometre çubuğuna aktarılan yük değerlendirilebilir.

Şekil 1.1.1.

Yüklü bir cisimden yükün elektrometreye aktarılması

Elektrometre oldukça kaba bir alettir; yükler arasındaki etkileşim kuvvetlerinin incelenmesine izin vermez. Durağan yüklerin etkileşimi yasası ilk kez bir Fransız fizikçi tarafından keşfedildi. Coulomb deneylerinde, yüklü topların çekme ve itme kuvvetlerini kendi tasarladığı bir cihaz olan son derece hassas bir burulma dengesi (Şekil 1.1.2) kullanarak ölçtü. Yani örneğin denge çubuğu 10 mertebesinde bir kuvvetin etkisi altında 1° döndürüldü. –9 N.

Ölçüm fikri, Coulomb'un, yüklü bir topun tam olarak aynı yüksüz topla temas ettirilmesi durumunda, ilkinin yükünün bunlar arasında eşit olarak bölüneceği yönündeki parlak tahminine dayanıyordu. Böylece topun yükünün iki, üç vb. kez değişmesinin bir yolu gösterildi. Coulomb'un deneylerinde boyutları aralarındaki mesafeden çok daha küçük olan toplar arasındaki etkileşim ölçüldü. Bu tür yüklü cisimlere genellikle denirpuan ücretleri .

Çok sayıda deneye dayanarak Coulomb aşağıdaki yasayı oluşturdu:

Sabit yükler arasındaki etkileşim kuvvetleri, yük modüllerinin çarpımı ile doğru orantılıdır ve aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır:

Malzemenin sabitlenmesi

Testin yürütülmesi.

Sorun çözme.

1. Birbirinden 3 cm uzaklıkta bulunan her biri 10 nC'lik iki yük hangi kuvvetle etkileşime girer?

F= k |q1| |q2|/r2 F= 10-3 H

2. 1 µC ve 10 nC'lik yükler birbirinden ne kadar uzakta 9 mN'lik bir kuvvetle etkileşime girer?

F= k|q1||q2|/r2 r2= k|q1||q2|/F; r= 10cm

Refleks. Ders özeti.

Ne öğrendik? Ne öğrendin? Dersin amacına ulaştık mı? Ne zordu? Bu derste edindiğiniz bilgileri hayatta nerede kullanabilirsiniz?

Ev ödevi: §§

** “Yıldırımın doğasını inceleyen ilk araştırmacılar”, “Elektrikli cisimlerin teknolojideki etkileşiminin kullanımı” (farklılaştırılmış) raporları hazırlamak

Sınıftaki öğrenci etkinliklerinin değerlendirilmesi

Sürtündükten sonra diğer cisimleri kendine çeken bir cisme elektrik verildiği veya elektrik yükü verildiği söylenir.

Yük, cisimlerin elektromanyetik etkileşimlere girme özelliğidir. Yüklü bir cisim genellikle yük olarak adlandırılır, ancak bir cisim olmadan bir yük var olamaz.

Farklı maddelerden yapılmış gövdeler elektriklenebilir. Cisimlerin elektrifikasyonu, temas ve ardından cisimlerin ayrılması (örneğin sürtünme sırasında) üzerine meydana gelir.

Elektrifikasyonda iki kurum yer alıyor. Bu durumda her iki gövde de elektriklenir.

İki tür elektrik yükü vardır: “+” ve “-”. Yük q ile gösterilir ve Coulomb [C] cinsinden ölçülür.

İpek ile ovulan cam üzerinde elde edilen yüke pozitif, yün ile ovulan amber üzerinde elde edilen yüke ise negatif denir.

Elektrifikasyon, elektronların bir vücuttan diğerine hareketi ile açıklanmaktadır. Bir cisim 1 veya daha fazla elektron kaybederse pozitif yük kazanır. Bir cisim 1 veya daha fazla elektron alırsa negatif yük kazanır.

Deneyimler, elektrik yükünün farklı değerlere sahip olabileceğini göstermektedir. Ancak bu değer, temel adı verilen 1,6·10 -19 C yükünün katıdır. Bir elektronun yükü “-” işaretiyle alınan temel yüke eşittir.

Sürtünme ile elektrik verildiğinde, her iki cisim de bir elektrik yükü kazanır; yükler büyüklük olarak eşit fakat işaret olarak zıttır. Böylece, kehribar sürtüldüğünde negatif bir yük kazanır ve yün de eşit bir pozitif yük kazanır.

Aynı işaretli elektrik yüklerine sahip cisimler birbirini iter, zıt işaretli elektrik yüklerine sahip cisimler ise birbirini çeker.

Yüklerin etkileşimi, herhangi bir yükün etrafında belirli bir kuvvetle başka bir yüke etki eden bir elektrik alanının ortaya çıkmasıyla açıklanmaktadır. Bu kuvvet yüklerin boyutuyla orantılıdır ve mesafe arttıkça azalır.

Yüklerin etkileşimi sürecinde, doğanın temel yasalarından biri yerine getirilir - elektrik yükünün korunumu yasası: kapalı bir sistemdeki elektrik yüklerinin cebirsel toplamı sabit kalır, yani.

q 1 + q 2 + q 3 +… + q n = sabit

Bir cisim üzerinde bir yükün varlığını belirlemek için, eylemi yüklü cisimlerin etkileşimine dayanan, elektroskop adı verilen bir cihaz kullanılır. Bir elektroskopta, metal bir çubuk, metal bir çerçeveye yerleştirilmiş plastik bir tapanın içinden geçirilir ve bunun ucuna iki parça ince kağıt tutturulur. Çerçevenin her iki tarafı da camla kaplıdır. Elektroskopun yükü ne kadar büyük olursa, yaprakların itme kuvveti de o kadar büyük olur ve birbirlerinden ayrılacakları açı da o kadar büyük olur. Bu, elektroskop yapraklarının ıraksaklık açısını değiştirerek yükünün arttığını mı yoksa azaldığını mı yargılayabileceği anlamına gelir.

Gövdelerin elektrifikasyonu, metal ürünlerin elektrostatik boyanması, yazıcılarda baskı yapılması, havanın toz ve hafif parçacıklardan arındırılması vb. amaçlarla kullanılır.

Elektrostatik boyama yöntemi, boyanın boyanacak parçaya daha düzgün bir tabaka halinde uygulanmasını sağlar. Bunu yapmak için bir sprey şişesi kullanın. Boyanacak parçayı boya jetinin yanına yerleştirip, üzerine pozitif yük uygulayın ve püskürtme tabancasının metal borusuna negatif yük uygulayarak bunu bir elektrofor makinesine bağlarsanız, boyanın damlacıklar küçülür ve renkler daha eşit olur.

Üretimde ve günlük yaşamda, elektrifikasyonun ortadan kaldırılması gereken durumlar vardır: Kağıt hamuru ve kağıt fabrikasında elektrifikasyon, hızlı hareket eden kağıt bandında sık sık kırılmalara neden olabilir. Havaya sürtündüğünde uçak elektrikleniyor. Bu nedenle inişten sonra uçağa hemen metal bir merdiven takamazsınız: yangına neden olacak bir deşarj meydana gelebilir.

Elektrifikasyonla mücadele yolları: makinelerin ve makinelerin dikkatli bir şekilde topraklanması; zeminler için iletken plastiklerin kullanılması, havanın nemlendirilmesi, çeşitli "nötrleştiricilerin" kullanımı, hava iyonlaştırıcıları. Günlük yaşamda elektrifikasyonla mücadele etmek için dairedeki bağıl hava nemini% 60-70'e çıkarmak yeterlidir; veya “Antistatik” ilacını kullanın.

Bu derste, elektrodinamiğin üzerinde durduğu "sütunlar" - elektrik yükleri - hakkında bilgi sahibi olmaya devam edeceğiz. Elektrifikasyon sürecini inceleyeceğiz, bu sürecin hangi prensibe dayandığını ele alacağız. İki tür yükten bahsedelim ve bu yüklerin korunumu yasasını formüle edelim.

Son dersimizde elektrostatikteki ilk deneylerden zaten bahsetmiştik. Hepsi bir maddenin diğerine sürtünmesine ve bu cisimlerin küçük nesnelerle (toz zerreleri, kağıt parçaları...) daha fazla etkileşimine dayanıyordu. Tüm bu deneyler elektrifikasyon sürecine dayanmaktadır.

Tanım.Elektrifikasyon– elektrik yüklerinin ayrılması. Bu, elektronların bir cisimden diğerine hareket ettiği anlamına gelir (Şekil 1).

Pirinç. 1. Elektrik yüklerinin ayrılması

Temelde farklı iki yük teorisi ve bir elektronun temel yükü keşfedilene kadar, yükün bir tür görünmez ultra hafif sıvı olduğuna ve eğer vücuttaysa, o zaman vücudun bir yükü olduğuna ve tersine.

Önceki derste de belirtildiği gibi, çeşitli cisimlerin elektrifikasyonuna ilişkin ilk ciddi deneyler İngiliz bilim adamı ve hekim William Gilbert (1544-1603) tarafından gerçekleştirildi, ancak metal cisimleri elektriklendirmeyi başaramadı ve o, metallerin elektrifikasyonu imkansızdı. Ancak bunun doğru olmadığı ortaya çıktı ve bu daha sonra Rus bilim adamı Petrov tarafından kanıtlandı. Ancak elektrodinamik çalışmalarındaki bir sonraki daha önemli adım (yani farklı yüklerin keşfi) Fransız bilim adamı Charles Dufay (1698-1739) tarafından atıldı. Deneylerinin sonucunda, kendi deyimiyle cam (camın ipek üzerindeki sürtünmesi) ve reçine (kürk üzerindeki kehribar) yüklerinin varlığını tespit etti.

Bir süre sonra aşağıdaki yasalar formüle edildi (Şekil 2):

1) benzer yükler birbirini iter;

2) Farklı yükler birbirini çeker.

Pirinç. 2. Yüklerin etkileşimi

Pozitif (+) ve negatif (-) yüklerin isimleri Amerikalı bilim adamı Benjamin Franklin (1706-1790) tarafından ortaya atılmıştır.

Anlaşmaya göre, bir cam çubuk üzerinde kağıt veya ipekle ovalarsanız (Şekil 3) oluşan yükü pozitif, ebonit veya kehribar çubuk üzerinde kürkle ovalarsanız (Şekil 3) negatif yükü çağırmak gelenekseldir. 4).

Pirinç. 3. Pozitif yük

Pirinç. 4. Negatif ücret

Thomson'ın elektronu keşfi sonunda bilim adamlarının elektrifikasyonda vücuda hiçbir elektrik sıvısı verilmediğini ve dışarıdan hiçbir yük uygulanmadığını anlamasını sağladı. Negatif yükün en küçük taşıyıcıları olarak elektronların yeniden dağılımı vardır. Geldikleri bölgede sayıları pozitif protonların sayısından fazla olur. Böylece telafi edilmemiş bir negatif yük ortaya çıkar. Tersine, gittikleri bölgede, olumlu yükleri telafi etmek için gerekli olan olumsuz yüklerin eksikliği görülüyor. Böylece alan pozitif yüklü hale gelir.

Yalnızca iki farklı yük türünün varlığı değil, aynı zamanda etkileşimlerinin iki farklı ilkesi de belirlendi: benzer yüklerle (aynı işarette) yüklenen iki cismin karşılıklı itilmesi ve buna göre zıt yüklü cisimlerin çekiciliği.

Elektrifikasyon birkaç şekilde yapılabilir:

sürtünme;
dokunarak;
üflemek;
rehberlik (etki yoluyla);
ışınlama;
kimyasal etkileşim.

Sürtünme yoluyla elektriklenme ve temasla elektriklenme

Bir cam çubuk kağıda sürtüldüğünde çubuk pozitif yük alır. Metal standla temas halinde olan çubuk, kağıt tüyüne pozitif bir yük aktarır ve yaprakları birbirini iter (Şekil 5). Bu deney benzer yüklerin birbirini ittiğini göstermektedir.

Pirinç. 5. Heyecan verici dokunuş

Kürkle sürtünme sonucunda ebonit negatif yük kazanır. Bu çubuğu kağıt tüyüne getirdiğimizde yaprakların ona nasıl çekildiğini görüyoruz (bkz. Şekil 6).

Pirinç. 6. Farklı Yüklerin Çekilmesi

Etki yoluyla elektriklenme (rehberlik)

Tüylü standın üzerine bir cetvel yerleştirelim. Cam çubuğa elektrik verdikten sonra onu cetvele yaklaştırın. Cetvel ile sehpa arasındaki sürtünme küçük olacaktır, böylece yüklü bir cisim (çubuk) ile yükü olmayan bir cisim (cetvel) arasındaki etkileşimi gözlemleyebilirsiniz.

Her deney sırasında yükler ayrıldı; hiçbir yeni yük ortaya çıkmadı (Şekil 7).

Pirinç. 7. Ücretlerin yeniden dağıtımı

Dolayısıyla, yukarıdaki yöntemlerden herhangi birini kullanarak vücuda bir elektrik yükü ilettiysek, elbette bu yükün büyüklüğünü bir şekilde tahmin etmemiz gerekir. Bunun için Rus bilim adamı M.V. tarafından icat edilen bir elektrometre cihazı kullanılıyor. Lomonosov (Şekil 8).

Pirinç. 8.M.V. Lomonosov'un (1711-1765)

Elektrometre (Şekil 9) yuvarlak bir kutu, bir metal çubuk ve yatay bir eksen etrafında dönebilen bir hafif çubuktan oluşur.

Pirinç. 9. Elektrometre

Elektrometreye bir yük vererek, her durumda (hem pozitif hem de negatif yükler için) hem çubuğu hem de oku aynı yüklerle yükleriz, bunun sonucunda ok sapar. Sapma açısı yükü tahmin etmek için kullanılır (Şekil 10).

Pirinç. 10. Elektrometre. Sapma açısı

Elektrikli bir cam çubuğu alıp elektrometreye dokundurursanız iğne yön değiştirecektir. Bu, elektrometreye bir elektrik yükünün verildiğini gösterir. Bir ebonit çubukla yapılan aynı deney sırasında bu yük telafi edilir (Şekil 11).

Pirinç. 11. Elektrometre şarj telafisi

Hiçbir yük oluşumunun meydana gelmediği, yalnızca yeniden dağıtımın gerçekleştiği zaten belirtildiğinden, yükün korunumu yasasını formüle etmek mantıklıdır:

Kapalı bir sistemde elektrik yüklerinin cebirsel toplamı sabit kalır(Şekil 12). Kapalı bir sistem, yüklerin ayrılmadığı ve yüklü cisimlerin veya yüklü parçacıkların içine girmediği bir cisimler sistemidir.

Pirinç. 13. Yükün korunumu kanunu

Yükler yalnızca parçacıklarla birlikte mevcut olduğundan bu yasa kütlenin korunumu yasasını anımsatmaktadır. Çoğu zaman, suçlamalar benzetme yoluyla çağrılır elektrik miktarı.

Yüklerin korunumu yasası tam olarak açıklanmamıştır, çünkü yükler yalnızca çiftler halinde görünüp kaybolmaktadır. Başka bir deyişle, eğer yükler doğarsa, o zaman aynı anda yalnızca pozitif ve negatif olanlar ve büyüklükleri eşit olur.

Bir sonraki derste elektrodinamiğin niceliksel değerlendirmelerine daha yakından bakacağız.

Referanslar

Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizik (temel seviye) - Yüksek Lisans: Mnemosyne, 2012.
Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizik 10. sınıf. - M.: Ilexa, 2005.
Kasyanov V.A. Fizik 10. sınıf. - M.: Bustard, 2010.

İnternet portalı “youtube.com” ()
İnternet portalı “abcport.ru” ()
İnternet portalı “planeta.edu.tomsk.ru” ()

Ev ödevi

Sayfa 356: Sayı 1-5. Kasyanov V.A. Fizik 10. sınıf. - M.: Bustard. 2010.
Elektroskopun iğnesi yüklü bir cisimle temas ettiğinde neden yön değiştirir?
Toplardan biri pozitif yüklü, ikincisi negatif yüklü. Topların kütlesi birbirine değdiğinde nasıl değişecek?
*Yüklü bir metal çubuğu, yüklü bir elektroskopun topuna dokunmadan getirin. İğne sapması nasıl değişecek?

Elektrik yükü. İki tür ücret

ELEKTRİK ŞARJI. İKİ TÜR ÜCRET.

ÜCRETİN KORUNUMU KANUNU. COULOMB YASASI

Elektrik yükü. İki tür ücret

Elektrik olaylarıyla tanışmamıza çok basit deneylerle başlayalım.

1. deneyim. Ebonit çubuğu bir parça yünlü bezle ovalım ve ardından bu çubukla hafif kağıt kılıfına dokunalım. Kağıt kılıfın ebonit çubuktan itileceğini göreceğiz (Şekil 1.1, A). İkinci kağıt kılıfına aynı çubukla dokunursanız ve ardından her iki kılıfı yan yana asarsanız birbirlerini iteceklerdir (Şek. 1.1, B), bu da manşonlar arasında itici kuvvetlerin ortaya çıktığı anlamına gelir. Bu şekildeki kolları 1 numara ile gösterelim.

Pirinç. 1.2

3. deneyim.Şimdi iki kağıt manşonu yan yana asıyoruz (Şekil 1.3): 1 (yüne sürülmüş bir ebonit çubukla temas halinde olan) ve 2 (ipeğe sürtülmüş bir cam çubukla temas halinde olan). Manşonlar birbirini çeker, bu da manşonlar 1 ve 2 arasında çekici bir kuvvetin ortaya çıktığı anlamına gelir.

Düşündüğümüz etkileşim türü eski zamanlarda biliniyordu ve elektrik etkileşimler.

Sürtünme yoluyla elektrikle şarj edildi Daha sonra etkileşime giren (veya ücret alan) bedenler. Geleneksel olarak pozitif ve negatif olarak adlandırılan iki tür yükün olduğu deneysel olarak tespit edilmiştir. Benzer yükler birbirini iter, farklı yükler ise çeker.

Tarihsel olarak, bir cam çubuğun ipeğe sürtüldüğünde aldığı yüklere bu adı vermek gelenekseldi. olumlu ve ebonit çubuğun yüne sürtündüğünde aldığı yükler negatif. (Tam tersi de diyebilirler.)

Elektrostatiğin temel kavramları

Yük, en önemlileri elektron ve proton olan bazı temel parçacıkların doğal bir özelliğidir.

Elektron ve protonların yükleri büyüklük bakımından eşittir ve denir. temel masraflar.

Geleneksel olarak adlandırılan iki tür ücret vardır. olumlu Ve negatif . Benzer yükler birbirini iter, farklı yükler ise çeker.

Protonun yükü pozitif kabul edilir ve + ile gösterilir. e ve elektronun yükü negatiftir ve gösterilir - e.

Bir cismin yükü, cismi oluşturan temel parçacıkların yüklerinin cebirsel toplamına eşittir. Bu toplam sıfırsa, cisim denir elektriksel olarak nötr .

Tipik olarak elektronlar ve protonlar vücutta eşit miktarlarda ve aynı yoğunlukta dağılır. Bu nedenle, bir cismin her temel hacmindeki yüklerin cebirsel toplamı sıfıra eşittir ve bu tür her hacim (ve bir bütün olarak cisim) elektriksel olarak nötrdür.

Vücutta herhangi bir işarete ait fazla parçacık oluşturursanız vücut şarj olur. Bir ebonit çubuğun, çubuğun üzerindeki yüne sürttüğünde, fazla elektron var ve negatif ücret alır. Bir cam çubuğun ipeğe sürtülmesiyle oluşan fazla proton(veya elektron eksikliği, camı ipeğin içine bırakan elektronlar olduğu için), dolayısıyla cam pozitif olarak yüklenir.

Herhangi bir ücret, temel ücretlerin bir araya gelmesiyle oluşur, dolayısıyla her zaman yazabilirsiniz:

q =± Hayır, (1.1)

Nerede N– doğal sayı.

Yükün büyüklüğünün hareket hızına bağlı olmadığı deneysel olarak tespit edilmiştir. Ek olarak, temel yükler görünebilir ve kaybolabilir. Ancak! Farklı işaretlere sahip iki temel yük her zaman aynı anda ortaya çıkar ve kaybolur.

Örneğin, bir elektron ve bir pozitron (pozitif yüklü bir elektron) çarpışıyor yok etmek yani g-foton adı verilen nötr parçacıklara dönüşür. Buna karşılık, bir atom çekirdeğinin yakınında uçan bir g-foton, bir elektron + pozitron çiftine dönüşebilir.

Sistem denir elektriksel olarak izole edilmiş Yüklü parçacıklar kendisini sınırlayan yüzeye nüfuz etmezse.

Temel yükün korunumu yasası:

Elektriksel olarak yalıtılmış bir sistemin net yükü değişemez.

Coulomb yasası

Yüklü bir cismin boyutları, diğer cisimlere olan mesafelere kıyasla ihmal edilebiliyorsa, böyle bir cisme denir. puan ücreti.

Coulomb Yasası:

İki sabit nokta yük, bir boşlukta, her bir yükün boyutuyla doğru orantılı ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle birbirleriyle etkileşime girer..

Kuvvet, yükleri birleştiren düz çizgi boyunca yönlendirilir (Şekil 1.4).