Электроскоп. Проводники и непроводники электричества

Электризация тел может осуществляться не только при трении. Например, если прикоснуться к телу каким-либо предварительно на­электризованным предметом, то оно электризуется.

Поднесем наэлектризованную эбонитовую палочку к гильзе, изго­товленной из металлической фольги и висящей на шелковой нити (рис. 32). Гильза сначала притянется к палочке, затем оттолкнется от нее. Очевидно, гильза, коснувшись палочки, получила от нее отри­цательный заряд. Это предположение можно проверить, если к уже заряженной гильзе поднести наэлектризованную стеклянную палоч­ку. Гильза, которая только что оттолкнулась от эбонитовой палочки, притягивается к стеклянной.

С помощью подобных опытов можно обнаружить, что тело наэлект­ризовано, т. е. ему сообщен электрический заряд. На рассмотренном физическом явлении основано действие электроскопа (от греч. слов электрон и скопео — наблюдать, обнаруживать). Электроскоп — это простейший прибор для обнаружения электричес­ких зарядов и приблизительного определения их величины. Простейший школьный электроскоп изображен на рисунке 33. В нем металлический стержень с листочками пропущен через пластмас­совую пробку, вставленную в металлический кор­пус. Корпус с обеих сторон закрыт стеклами. Если к незаряженному электроскопу поднести, напри­мер, заряженную эбонитовую палочку, то его ле­пестки разойдутся (рис. 33, а). Если к положитель­но заряженному электроскопу поднести тело, заря­женное таким же знаком, как электроскоп, то его листочки разойдутся сильнее. Приближая к элек­троскопу тело, заряженное противоположным по знаку зарядом, заметим, что угол между листочка­ми электроскопа уменьшится (рис. 33, б).

Таким образом, заряженный электроскоп по­зволяет обнаружить, каким зарядом на­электризовано то или иное тело.

По отклонению листочков электроскопа можно определить также, увеличился или уменьшился его заряд. Чем больше угол, на который разойдутся листочки электроскопа при его электризации, тем сильнее он наэлектризован. Значит, тем больший электрический заряд на нем находится.

Существует еще один вид электроскопа — элек­трометр (рис. 34, а). В нем вместо лепестков на металлическом стержне укреплена стрелочка — В. Она, заряжаясь от стержня D, отталкивается от не­го на некоторый угол (рис. 34, б).

При изучении тепловых явлений говорилось, что по способности проводить теплоту вещества делятся на хорошие и плохие проводники тепла.

По способности передавать электрические заря­ды вещества также делятся на проводники, полу­проводники и непроводники электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Хорошие проводники электричества — это металлы, почва, вода с растворенными в ней солями, кислотами или щелочами, графит. Те­ло человека также проводит электричество. Это можно обнаружить на опыте. Дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Листочки тотчас опустятся. Заряд с электроскопа уходит по нашему телу через пол комнаты в землю.

Из металлов лучшие проводники электричества — серебро, медь, алюминий.

Непроводниками называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряжен­ного тела к незаряженному.

Непроводниками электричества, или диэлектриками, являют­ся эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шелк, капрон, масла, воздух (газы). Изготовленные из диэлектриков тела называют изоляторами (от итал. слова изоляро — уединять).

Полупроводниками называют тела, которые по спо­собности передавать электрические заряды занимают промежуточное положение между проводниками и диэлек­триками.

К полупроводникам относятся кремний, германий, селен и др. У полупроводников способность проводить электрические заряды резко увеличивается при повышении температуры.

Электрическое поле

Опыты, позволяющие обнаружить притяжение или отталкивание заряженных тел, убеждают нас в том, что электрические заряды взаимодействуют на расстоянии. Причем чем ближе друг к другу находятся наэлектризованные тела, тем взаимо­действие между ними сильнее, чем дальше — тем слабее.

При изучении механики мы видели, что действие одного тела на другое происходит не­посредственно при взаимодействии тел. Как же объяснить взаимодействие наэлектризован­ных тел? В наших опытах наэлектризованные тела находились друг от друга на некотором расстоянии. Может быть, действие одного на­электризованного тела на другое передается через воздух, находящийся между телами? Однако заряженные тела взаимодействуют и в безвоздушном пространстве. Если помес­тить заряженный электроскоп под колокол воздушного насоса, то листочки электроскопа по-прежнему отталкиваются друг от друга (рис. 35). (Из-под колокола воздух откачан.) Изучением взаимодейст­вия электрических зарядов занимались английские физики Майкл Фарадей и Джеймс Максвелл.

В результате длительного изучения электрических явлений установ­лено, что всякое заряженное тело окружено электрическим полем.

Электрическое поле — это особый вид материи, от­личающийся от вещества.

Наши органы чувств не воспринимают электрическое поле. Обна­ружить поле можно благодаря тому, что оно действует на всякий на­ходящийся в нем заряд. Именно этим и объясняется взаимодействие наэлектризованных тел.

Электрическое поле, окружающее один из зарядов, действует с некоторой силой на другой заряд, помещенный в поле первого заряда. И наоборот, электрическое поле второго заряда действует на первый.

Сила, с которой электрическое поле действует на вне­сенный в него электрический заряд, называется электри­ческой силой.

Когда мы подносили заряженную палочку к заряженной гильзе, то наблюдали отталкивание гильзы. Мы тем самым обнаруживали электрическое поле палочки по его действию на заряд, находящийся на гильзе. Но и гиль­за своим полем действовала на эбонитовую палочку. Таким образом, в случае наэлект­ризованных тел наблюдается взаимо­действие.

Многочисленные опыты позволяют сделать вывод о том, что вблизи заряженного тела действие поля сильнее, а по мере удале­ния от него действие поля ослабевает.

Так, поднесем к гильзе палочку, заряжен­ную зарядом противоположного знака. По ме­ре приближения палочки к гильзе угол откло­нения гильзы будет увеличиваться (рис. 36). Следовательно, чем ближе расположены за­ряженные тела, тем сильнее действие поля.

Дата добавления: 2015-07-15