В электрическом поле крупинки поляризуются и становятся диполями. При небольших расстояниях между диполями кроме действия внешнего электрического поля на диполи следует учитывать также взаимодействие между ближайшими диполями. В результате этого взаимодействия диполи притягиваются друг к другу, Образуются более крупные диполи вытянутой формы, которые ориентируются вдоль силовых линий.
Имеются электроды для наблюдения конфигураций электрического поля, показанных на рисунке.
16
.
Для того чтобы полученная картина была видна большой аудитории, с помощью проектора создается увеличенное изображение этой картины на экране.
Простейший опыт можно осуществить с помощью двух "султанов".
"Султаны" состоят из нескольких десятков тонких полосок папиросной бумаги, укрепленных на металлическом стержне, вставленном в изолирующий штатив. При отсутствии заряда на "султане" полоски бумаги висят вертикально.
Если взять один "султан", соединить его с одним из полюсов индукционной машины и сообщить ему заряд, то полосочки "султана"
расположатся радиально, демонстрируя картину поля одиночного заряда. Если два близко расположенных "султана" зарядить одноименными зарядами, то листочки одного "султана" будут отталкиваться от листочков другого "султана" и их расположение окажется аналогичным расположению силовых линий поля двух одноименных зарядов. Если
"султаны" зарядить разноименными зарядами, то полосочки разных
"султанов" будут притягиваться и их расположение окажется аналогичным расположению силовых линий поля разноименных зарядов.
3.1.8. Потенциал заряженного проводника
В электростатическом поле потенциал во всех точках проводника одинаков. Поверхность проводника является эквипотенциальной.
Для экспериментальной проверки этого утверждения используется металлическое тело, укрепленное на изолирующей подставке. Это тело может быть заряжено от индукционной машины либо с помощью наэлектризованной палочки. Потенциал может быть измерен с помощью электрометра.
Для этого надо взять металлический шарик на изолирующей ручке, соединенный проводником с электроскопом, и коснуться им той точки поверхности, потенциал в которой следует измерить.
Перемещая шарик вдоль поверхности исследуемого металлического тела, можно убедиться, что угол отклонения стрелки электрометра не изменяется. Это означает, что потенциал всех точек одинаков, т.е. поверхность металлического тела в случае статического заряда является эквипотенциальной.
17
.
3.1.9. Потенциал точек электрического поля.
Эквипотенциальные поверхности
Измерение потенциала электрического поля в воздухе представляет определенные трудности. Если в ту точку поля, в которой следует измерить потенциал, поместить зонд (заостренный конец проволочки)
и с помощью проводника соединить с электрометром, то в системе проводников зонд - соединительный проводник - стержень электрометра за счет электростатической индукции произойдет перераспределение зарядов, которое приведет к единому потенциалу всей системы проводников. Стрелка электрометра отклонится. Однако потенциал, который при этом будет измерен, не будет равен потенциалу поля вблизи острия зонда, так как на границе острие - воздух обычно наблюдается скачок потенциала.
Для того, чтобы скачок потенциала на границе острие - воздух исчез, в маленькой области пространства вблизи острия надо вызвать электропроводность воздуха. Для этого используется ионизация воздуха вблизи острия с помощью пламени газовой горелки либо спиртовки. За счет скачка потенциала ионы воздуха, имеющие знак заряда, противоположный знаку заряда острия, будут переходить на острие и уменьшать этот скачок до тех пор, пока он не исчезнет. В этом случае потенциал зонда будет равен потенциалу поля вблизи острия и показания электрометра будут соответствовать потенциалу электрического поля вблизи острия зонда.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.