Существует несколько вариантов исполнения этих опытов. В первом варианте используются электрометр и стеклянная, либо эбонитовая палочка. Если заряженную палочку поднести к электроскопу, но не касаться ею внешнего металлического шара, то стрелка электроскопа отклонится, что говорит о наличии на стрелке электрического заряда. Если палочку убрать, то стрелка возвращается в исходное положение. Следовательно, заряд на ней исчезает. Заряд на стрелке возникает (индуцируется) и существует только при наличии влияния на электроскоп заряда, находящегося на палочке.
Для объяснения описанного опыта надо предположить, что в металлических телах имеются как положительные, так и отрицательные заряды в равных количествах, причем в отсутствии внешнего электрического поля плотности этих зарядов в каждой точке проводника совпадают. Далее следует предположить, что под действием внешнего поля заряды могут перемещаться (свободные заряды). Если палочка заряжена положительным зарядом, то отрицательные заряды под действием кулоновских сил притяжения соберутся на внешнем шаре электрометра, а положительные заряды должны сконцентрироваться на стрелке и стержне, на котором закреплена стрелка. Наличие этих положительных зарядов и вызывает отклонение стрелки. В целом же заряд электрометра равен нулю.
12
.
Если, не убирая поднесенную заряженную палочку, шарик электроскопа заземлить (достаточно прикоснуться рукой), то индуцированные положительные заряды уйдут в землю. Это энергетически более выгодно. Отклонение стрелки станет равным нулю. Если после этого заземление убрать, а затем удалить палочку, то на электроскопе останется избыточный, отрицательный заряд. Стрелка электроскопа опять отклонится.
Во втором варианте исполнения этих опытов используются два электроскопа, эбонитовая и стеклянная палочки и металлические перемычки с изолированной ручкой.
Если поднести заряженную палочку к одному из электроскопов, то в том случае, когда электроскопы соединены перемычкой, отклонятся стрелки на двух электроскопах. Если палочку убрать, то разряжаются сразу оба электроскопа. Если же вначале убрать перемычку, а затем убрать палочку, то оба электроскопа окажутся заряженными. При соединении электроскопов перемычкой оба электроскопа разряжаются. Это говорит о том, что электроскопы были заряжены одинаковыми по величине зарядами противоположного знака.
3.1.5. Электрофор
Электрофор представляет собой эбонитовую пластинку и металлический диск на изолирующей ручке. Если эбонитовую пластинку наэликтризовать, потерев мехом или сукном, а затем к поверхности пластины близко поднести металлический диск, то за счет электростатической индукциии верхняя и нижняя поверхности диска зарядятся противоположными зарядами.
Отрицательный заряд верхней поверхности пластины можно убрать, заземлив эту поверхность (можно коснуться её рукой). На диске останется только положительный заряд. Этот заряд можно перенести на другое тело, например на электроскоп. Так как заряд эбонитовой пластинки не изменился, то эту операцию можно повторить много раз и передать телу значительный заряд. Этот принцип используется в электрофорной (индукционной) машине.
13
.
В этом опыте металлический диск может касаться эбонитовой пластины. Поскольку диск касается эбонитовой пластины всего в нескольких точках, а электропроводность вдоль поверхности диэлектрика отсутствует, то за одно касание с пластиной заряд пластины изменится незначительно.
3.1.6. Взаимодействие заряженных тел с незаряженными телами
Опытным путем можно установить, что заряженные тела взаимодействуют не только с другими заряженными телами, но и с незаряженными телами. При этом в общем случае могут быть отличными от нуля как равнодействующая сил взаимодействия, так и момент этих сил. Равнодействующая сил, действующих на незаряженное тело, всегда направлена в сторону заряженного тела. В результате этого заряженное и незаряженное тела всегда притягиваются друг к другу. (Поэтому притяжение какого-либо тела к заряженному телу не является доказательством того, что оно заряжено.)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.