На краях пластинки расположены два острия, ориентированные в противоположных направлениях. Такое устройство часто называют колесом Франклина. Пластину заряжают от электрофорной машины. При стеклении зарядов за счет действия момента реактивных сил колесо начинает вращаться.
22
.
3.1.15. Экранирующее действие проводника
В этом опыте демонстрируется, что электрическое поле внутри полого проводника отсутствует, несмотря на то, что снаружи имеется внешнее электрическое поле. Для демонстрации используется электроскоп с небольшим шариком 1 1 0 наверху. Кроме этого используется большой полый шар 1 2 0 на изолирующей руке. На поверхности этого шара имеется отверстие, в которое свободно, не касаясь шара, может проходить шарик, закрепленный на электроскопе.
Внешнее поле можно создать наэлектризованной палочкой 1 3 0или каким-либо другим заряженным телом. То, что палочка наэлектризована, можно проверить, поднеся палочку к электроскопу (но не касаясь его). Стрелка электроскопа отклонится под действием зарядов индуцированного в электроскопе. Если теперь полым шаром 12 0 накрыть шарик 11 0 (не касаясь его) и поднести палочку 1 3 0 к этому шару, то стрелка не отклонится, что подтверждает, что поле внутри полого шара отсутствует. Внешнее поле не проникает внутрь заэкранированного объема.
3.1.16. Экранирование поля зарядов, находящихся внутри металлической оболочки
Если внутрь некоторого объема, окруженного металлической оболочкой - экраном, поместить заряд Q, то под действием электростатической индукции на внутренней поверхности экрана появятся заряды противоположного знака, а на внешней - одноименные с зарядом Q. С
помощью теоремы Гаусса легко доказать, что поток силовых линий через произвольную замкнутую поверхность, экран, будет такой же, как и в случае отсутствия экрана. Экранирующее действие металлической оболочки отсутствует.
Если внешнюю поверхность оболочки (экрана) заземлить, то заряды с этой поверхности перейдут на Землю. Поле заряда Q снаружи от экрана будет компенсировано полем зарядов противоположного знака, индуцированного на внутренней поверхности экрана. Следовательно, электрическое поле зарядов, находящихся внутри заземленного экрана, снаружи экрана отсутствует.
23
.
Для демонстрации опыта нужно иметь электроскоп 1 1 0, полый шар на изолирующей подставке 1 2 0и металлический шар 1 3 0 на изолирующей ручке, заряжаемый от электрофорной машины. Если заряженный шар 13 0поднести к электроскопу, то стрелка электроскопа отклонится. Если заряженный шар внести внутрь полости шара 12 0, то стрелка электроскопа также отклонится. Но если шар 1 2
заземлить (можно просто касаться его рукой), то заряженный шар 1 3 0, находящийся внутри шара 1 2 0, не вызовят отклонения стрелки электрометра. Поле шара 13 0 будет заэкранировано.
В конце опыта заряженный шар 13 0 следует вынут из экрана, поднести опять к электроскопу и убедиться, что заряд сохранился.
3.1.17. Отсутствие электрического поля внутри металлической оболочки. Цилиндр Фарадея
Цилиндр Фарадея представляет собой цилиндр, изготовленный из металлической сетки и укрепленный на металлическом стержне, как показано на рисунке.
Цилиндр и стержень изолированы друг от друга. На внешней и внутренней поверхностях цилиндра наклеены узкие тонкие полоски бумаги. Такие же полоски наклеены и на металлический стержень. Как стержень, так и сетка могут быть заряжены от индукционной машины; при этом и в том и в другом случаях наблюдается отклонения листочков, находящихся на внешней поверхности сетки и на той части стержня, которая не входит внутрь цилиндра. На внутренней поверхности цилиндра и на той части стержня, которая расположена внутри цилиндра, отклонения листочков не наблюдается, что говорит о том, что электрическое поле внутри цилиндра отсутствует.
24
.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.