Новый Эталон Килограмма
может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
Солнце Становится Ближе
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
Человек "Искрививший" Время
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
Что за Очки у Будущего?
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
Электрофор — это простой прибор для генерирования заряда. Он состоит из латунного диска, снабженного изолированной ручкой, и пластины, изготовленной из хорошо изолирующего материала, такого, как полиэтилен.
Ранее мы уже описывали метод зарядки металлического диска, при котором вы держите отрицательно заряженный стержень вблизи крыш
ки электроскопа, заряжая ее через индукцию. Если вы перевернете рисунок 1 снизу вверх, вы увидите, что он аналогичен рисунку 2, единственное отличие состоит в том, что латунный диск не имеет металлического стержня с присоединенным к нему листком фольги. Принцип же зарядки индукцией остается прежним. Это означает, что электроскоп мог бы быть заряжен помещением заряженного стержня на крышку электроскопа вместо того, чтобы держать его вблизи.
Примечание.
Следует подчеркнуть, что заряды в твердых телах образуются движением отрицательно заряженных электронов.
Во всех индукционных процессах заряженный изолятор не теряет ничего из своего заряда и поэтому может быть использован снова и снова. Заряженный изолятор может быть полностью разряжен проведением его через теплый воздух над газовой горелкой. Пламя горелки ионизует окружающий воздух, т. е. в его составе появляются «свободные» отрицательные ионы (электроны) и положительно заряженные молекулы воздуха (вследствие отделения одного или более электронов от нейтральных молекул воздуха). В газе могут двигаться и положительно, и отрицательно заряженные ионы, и заряженный изолятор притянет к себе противоположно заряженные ионы, в то же время отталкивая ионы одноименного с ним заряда. Изолятор будет притягивать противоположно заряженные ионы, пока не станет электрически нейтральным, т. е. пока не «потеряет» весь свой заряд.
Исследование.
Зарядка электроскопа
Потрите полиэтиленовую пластину или стегните ее несколько раз куском ткани. Она станет отрицательно заряженной, потому что электроны перейдут с ткани на ее поверхность. Поскольку полиэтилен приобрел отрицательные заряды (электроны), следовательно, он приобрел и отрицательный потенциал. Поместите на эту заряженную пластину металлический диск (рис. 3, а). Отрицательный потенциал на пластине создает разделение равных и противоположных по знаку зарядов по всей толщине металлического диска с отрицательными зарядами (электронами) на верхней поверхности диска. Этот способ представляет собой еще один пример разделения заряда индукцией.
Примечание. Хотя металлический диск «касается» заряженного изолятора, заряды не перемещаются от изолятора к металлу. Фактически металлический диск находится в контакте с очень небольшим числом точек на изоляторе (см. вставку на рис. 3, а).
Мгновенно заземлите металлический диск, прикоснувшись к нему пальцем. Отрицательный потенциал на изоляторе отталкивает отрицательные заряды (электроны) к земле через палец (рис. 3, б). Вследствие этого металлический диск и изолятор будут иметь нулевой потенциал: чтобы привести отрицательный потенциал на пластине изолятора к нулевому потенциалу, необходим положительный заряд на металлическом диске. Когда палец убирается, потенциал остается нулевым (рис. 3, в). Если поднять диск с заряженной пластиной, то диск становится положи
тельно заряженным вследствие перераспределения электронов (рис. 3, г). Чтобы убрать положительно заряженный диск от отрицательно заряженной пластины, должна быть проделана работа по преодолению силы притяжения. Проделанная работа составляет QV (в джоулях), и благодаря этой энергии металлический диск становится заряженным.
