ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСТВО

В 1663 году магдебургский бургомистр Отто фон Герике создал электрическую машину, главным элементом которой был вращаемый серный шар (рис. 4). При натирании шара ладонью машина вырабатывала электричество для воспроизведения эффектов притяжения и отталкивания тел.

При трении пары разнородных тел друг о друга на одном теле возникают избыточные положительные заряды, а на другом - в таком же количестве отрицательные заряды (явление трибоэлектричества). Для демонстрации этого эффекта используется пара дисков диаметром по 5,5 см с рукоятками. Один диск эбонитовый и оклеен сукном, а другой из плексигласа. Еще нужно два одинаковых электрометра (без кондукторов) и замыкатель - отрезок толстого провода с диэлектрической ручкой.

Отто Герике получает электричество трением о серный шар (со старинной гравюры)

Рис. 4. Отто Герике получает электричество трением о серный шар (со старинной гравюры)

Диски трут друг о друга, что приводит к образованию на их трущихся поверхностях одинаковых по величине и разных по знаку электрических зарядов. Плексигласовым диском проводят по токосъемному стержню одного электрометра, а диском с сукном - по стержню второго, в результате чего электрометры заряжаются разноименными зарядами. Эту манипуляцию повторяют несколько раз до заметного отклонения стрелок электрометров.

Затем стержни электрометров соединяют проводом- замыкателем, в результате стрелки обоих электрометров опадают. Это свидетельствует о том, что заряды на электрометрах были разноименными и равными по величине. Данная демонстрация может быть использована и как экспериментальная иллюстрация закона сохранения электрического заряда - одного из фундаментальных физических законов.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ

Электростатическая индукция - это перераспределение зарядов на поверхности проводника (или поляризация диэлектрика) под действием стороннего электрического поля. В данном опыте демонстрируется заряжание электрометра в поле электризованной стеклянной палочки.

Сначала можно показать, как поднесение (без соприкосновения) электризованной палочки к кондуктору незаряженного электрометра вызывает отклонение его стрелки, причем, чем ближе палочка располагается к кондуктору, тем больше показания электрометра. Отклонение стрелки объясняется тем, что в системе проводников, состоящей из кондуктора, стержня и стрелки, имеющиеся в них свободные электроны притягиваются к положительно заряженной стеклянной палочке. В результате на кондукторе собирается избыточный отрицательный заряд, а на нижнем конце стержня и на стрелке - избыточный положительный заряд.

При очередном поднесении палочки к электрометру пальцем свободной руки прикасаются к его кондуктору. Стрелка опадает. Отнимают от кондуктора палец, а затем удаляют палочку. Стрелка электрометра отклоняется, свидетельствуя о наличии на нем заряда (положительного).

Затем показывают заряжание с помощью той же палочки одновременно двух электрометров разноименными зарядами. Для этого на стол ставят два одинаковых незаряженных электрометра, и на их кондукторы кладут перемычку - отрезок толстого провода, снабженного изолирующей рукояткой. К одному из электрометров подносят (не дотрагиваясь) заряженную стеклянную палочку, вследствие чего стрелки обоих электрометров отклоняются на одинаковый угол (рис. 5).

Получение индуцированных зарядов

Рис. 5. Получение индуцированных зарядов

Взявшись свободной рукой за рукоятку, убирают перемычку, а после этого удаляют и палочку. В результате оба электрометра оказываются заряженными, причем электрометр, располагавшийся ближе к положительно заряженной палочке, зарядился отрицательно. На удаленном же от палочки электрометре находится положительный заряд.

Величины зарядов на обоих электрометрах одинаковы. Чтобы убедиться в этом, кондукторы замыкают перемычкой, в результате чего показания обоих электрометров обнуляются.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >